Su debut se llevó a cabo en 1999 con la obra ‘The Rainmaker’ en Broadway. Fue durante esos años que empezó a tener mayor notoriedad en la industria, pero todavía como personajes secundarios que no tenían mayores participaciones dentro de la producción. Fue hasta 2005 que su actuación en la obra ‘Who 's Afraid of Virginia Woolf?’ le terminó valiendo una nominación para el premio Tony.
El crecimiento del actor era a pasos firmes y pese a que estaba interesado en el mundo del cine, paralelamente también trabajaba en producciones televisivas. Sin embargo, fue con la serie "Stranger Things" que el nombre de David Harbour se terminó haciendo conocido a nivel mundial.
Fue gracias a su papel del sheriff, Jim Hopper, que el actor logró el reconocimiento del público y de las diferentes instituciones del mundo del cine que le otorgaron una nominación a premios como los Emmy y los Globos de Oro, consolidándose como una de las figuras más destacadas del programa, pese a que los protagonistas eran los niños de la serie.
Esta popularidad lo llevó a ser considerado para interpretar a Hellboy en la película de 2019 e ingresar al Universo Cinematográfico de Marvel encarnando a Alexei Shostakov en la cinta "Black Widow" de 2021.
David Harbour mantiene una relación con la cantante británica, Lily Allen, con quien contrajo matrimonio en septiembre de 2020 en Las Vegas.
La capacidad actoral de Harbour ha sido puesta a prueba en cada papel que se le ha otorgado y eso lo ha consolidado como una de las figuras más versátiles en la industria del cine. La crítica especializada ha elogiado muchas de sus actuaciones y es por ello que el público también ha demostrado su cariño cada vez que lo ve frente a las pantallas.