Nato, cresciuto e tutt'ora residente a Malibu, David comincia a recitare da ragazzino, nelle produzioni Disney con Kurt Russel, ma il suo futuro come attore è di breve durata; dopo una notevole carriera come surfer professionista, sfrutta il suo fisico atletico e la sua corporatura (è alto quasi un metro e 90) per passare al mondo degli stuntmen, che sarà negli anni '70 e '80 la sua principale attività. Come stunt, partecipa a Taps - squilli di rivolta; Scarface; Vivere e morire a Los Angeles. Dopo molte prove da controfigura, nel 1978 viene promosso a coordinatore degli stuntmen per il remake dell'Invasione degli ultracorpi. Questa diventa presto la sua attività principale, e come coordinatore collabora a Gorky Park, Attrazione fatale, Arma letale, nonché alle celebri serie tv Visitors e Baywatch.

Una controfigura alla macchina da presa
E' l'inizio di una nuova carriera; costruitosi una solida fama come coordinatore in numerosi film, grazie alla sua notevole esperienza nelle sequenze d'azione, Ellis ottiene i suoi primi incarichi come regista delle seconde unità di film, occupazione che lo porta progressivamente a lavorare più dietro che davanti alla macchina da presa. Il suo primo lavoro ufficiale come regista è per la seconda unità di Giochi di potere, nel 1992. In pochi anni ricopre lo stesso ruolo per Amore per sempre, Sliver, Made in America e Beethoven 2, tutti film in cui mantiene anche la mansione di coordinatore delle controfigure.

I primi passi nella regia
Dopo aver curato la regia della seconda unità di Waterworld, nel 1996 la Disney gli offre la sua prima regia "in solitario": Quattro zampe a San Francisco. Il debutto di Ellis incassa più di 100 milioni di dollari. Negli anni 2000 firma la regia di alcuni thriller ad alto tasso di adrenalina che ottengono discreto successo di pubblico, come Final Destination 2, Cellular e Snakes on a plane. Nel 2010 torna alla saga teen horror con Final Destination 3d, ed è regista della seconda unità di Poliziotti fuori di Kevin Smith.