David Thornton est né le 12 juin 1953 à Cheraw en Caroline du Sud, Etats-Unis.
La carrière de David Thornton débute en 1983 à la TV avec le téléfilm Sessions (1983) puis il obtient des rôles dans de nombreuses séries comme : Deux flics à Miami (1985), Histoires de l'autre monde (1986), Les incorruptibles de Chicago (1988), New York undercover (1995)
Il arrive au cinéma en 1996 avec un petit rôle dans La fille d'en face puis cumule les rôles dans de nombreux films, mais il est surtout connu pour avoir joué notamment dans les films : Oublie jamais (2004), John Q (2002) et Maman, je me occupe des méchants! (1997) et récemment dans Triple alliance (2014).
Il est marié depuis le 24 novembre 1991 avec Cindy Lauper, dont il a un enfant. Ils se sont rencontrés sur le tournage de Off and Running (inédit en France).