1946년 몬타나주 미조라 출생. 보스턴 대학을 거쳐 필라델피아의 아트스쿨에서 에니메이션을 전공했다. 1986년 알파벳이라는 단편 에니메이션을 발표한 후, 1970년부터 AFI에서 영화수업을 받았으며 때 에니메이션에서 실사영화로 방향을 선회하였다. 1972년 AFI의 지원으로 완성된 단편 The Grandmother를 발표한 후, 자신의 데뷔작인 [이레이버 헤드]의 제작에 착수하지만 이 영화는 이로부터 5년 후인 1977년에 개봉되었다. 데뷔작 [이레이저 헤드]는 개봉당시 관객과 평단의 냉담한 반응을 얻었지만 후에 재개봉되어 관객들의 폭발적인 호응을 얻으며 컬트의 반열에 오르게 된다.
영화 [이레이저 헤드]를 보고 그의 가능성과 잠재력을 감지한
멜 브룩스의 주선으로 1980년 두번째 장편 [엘레펀트 맨]을 연출하게된 린치는 1984년 라틴계 거물 제작자
디노 드 로렌티스가 거대 자본을 들여 기획한 SF [사구-듄]의 연출을 맡으며 메이저영화로 진입하게되었지만 결과는 참담한 실패였다.
1986년 자신의 데뷔작인 [이레이저 헤드]의 분위기를 계승한 미스테리 드라마 [블루 벨벳]을 발표했으며 1989년 시작한 ABC의 30부작 드라마 [트윈픽스]와 1990년 깐느 영화제 그랑프리를 수상한 [광란의 사랑]을 통해 일상적인 세계를 비일상적인 시선으로 파헤치는 그로테스크한 연출로 자신만의 독특한 작품세계를 구축했으며 이들 작품에 열광하는 매니아들의 폭발적인 지지는 린치를 명실공히 컬트의 제왕에 등극하게 하였다. 강한 컬트적 서양으로 아카데미와는 인연이 없어 보이는 린치는 2001년 깐느영화제에서 최우수 감독상을 코엔 형제와 공동 수상했다.