Conhecido por seus filmes surrealistas, desenvolveu o seu próprio estilo cinematográfico, que foi chamado de “Lynchiano”, que é caracterizado por imagens de sonhos e meticuloso desenho sonoro. Na verdade, o surreal e, em muitos casos, os elementos violentos dos seus filmes deram-lhe a reputação de “perturbar, ofender ou mistificar” aos seus públicos.
Nascido numa família de classe média em Missoula, Montana, Lynch passou a infância viajando pelos Estados Unidos, antes de ir estudar pintura na Academia de Belas Artes da Pensilvânia na Filadélfia, onde fez a transição para produzir curtas. Decidindo dedicar-se mais a esse meio, mudo-seu para Los Angeles, onde produziu o seu primeiro filme, o terror surrealista Eraserhead (1977).
Depois de Eraserhead se tornar um clássico cult no circuito de filmes da meia noite, Lynch foi contratado para dirigir The Elephant Man (1980), a partir do qual conseguiu o sucesso comercial. Depois de ser contratado pela De Laurentiis Entertainment Group, fez mais dois filmes: o épico de ficção científica Dune (1984), que foi um fracasso de crítica e bilheteria, e o filme de crime neo-noir Blue Velvet, que foi muito aclamado.
Posteriormente criou a sua própria série de televisão com Mark Frost, a altamente popular Twin Peaks (1990-1992, 2017), tendo depois também criado a versão cinematográfica Twin Peaks: Fire Walk with Me (1992), um filme de estrada, Wild at Heart (1990), e um filme de família, The Straight Story (1999), no mesmo período.
Apostando mais profundamente noo surrealismo, três de seus filmes seguintes trabalharam na estrutura da “lógica dos sonhos, Lost Highway (1997), Mulholland Drive (2001) e Inland Empire (2006).
Lynch virou-se em seguida para a internet como um meio, produzindo vários programas para a web, como a animação DumbLand (2002) e o sitcom surreal Rabbits (2002).