Attore cinematografico e televisivo americano, inizialmente Dave Franco voleva intraprendere la carriera di poeta (alcune delle sue composizioni sono state pubblicate sulla rivista TEEN PEOPLE MAGAZINE), poi ha virato verso la professione di sceneggiatore, firmando due script, concepiti mentre studiava psicologia e cinema alla University of Southern California.
Infine, ha seguito le orme di suo fratello maggiore, il noto James Franco, lavorando esclusivamente come attore di secondo piano in pellicole di successo e in alcuni serial televisivi, tentando (senza molta fortuna) la strada da regista.
Versatile, intelligente e in costante evoluzione, capace di muoversi tra commedia, thriller e cinema indipendente con naturalezza, nonostante abbia iniziato la carriera all'ombra della fama fraterna, ha cercato di costruirsi un'identità artistica autonoma e rispettata, ma non arrivando mai a diventare una star da blockbuster. È infatti spesso associato a produzioni mid-budget e indie, dove può esplorare personaggi più sfumati e narrazioni meno convenzionali.
Inoltre, dopo lo scandalo che ha investito James Franco, responsabile di molestie sessuali a cinque studentesse che frequentavano i suoi corsi di recitazione, Dave ha scelto di chiudersi nella sua riservatezza familiare, lontano dai clamori e dalle controversie, lasciando parlare solo il suo lavoro.

Studi
Dave Franco nasce nel 1985 a Palo Alto, in California, dalla poetessa e scrittrice Betsy Franco e da un imprenditore aziendale. La sua è una famiglia costituita intorno alla letteratura e alla cultura. Anche la nonna paterna, Marjorie Franco, era un'affermata scrittrice di libri per giovani adulti, mentre la nonna materna, Mitzie Verne, era la proprietaria della Verne Art Gallery di Cleveland.
Cresciuto in California coi suoi due fratelli maggiori, il già citato James Franco e Tom Franco, entrambi attori, studia alla University of Southern California, pensando di diventare un insegnante liceale di scrittura creativa. Ma quando il manager di suo fratello lo spinge a seguire un corso di recitazione al secondo anno di università, inizia ad avvicinarsi all'arte drammatica e al cinema, anche grazie a un precedente lavoro part-time (a soli quattordici anni) come commesso in un video-noleggio, dove gli permettevano di essere pagato in pellicole da guardare a casa.

La carriera televisiva
Nel 2006, partecipa al cortometraggio Frat Bros. di Christopher Liebe, poi comincia a recitare in televisione, apparendo in telefilm come Settimo cielo (2006), Do Not Disturb (2008), Greek - La confraternita (2008) e soprattutto la serie per adolescenti Privileged, che andrà in onda sulla CW dal 2008 al 2009. Franco viene scelto per interpretare uno dei personaggi principali, sebbene non sia presente in ogni episodio. Purtroppo, anche se la performance viene apprezzata, la serie non riesce a proseguire e viene cancellata a causa degli ascolti molto bassi.
Ritenterà con il collaudato Scrubs - Medici ai primi ferri, dove veste i panni di Cole Aaronson, uno studente di medicina del Sacro Cuore, apparso nella nona e ultima stagione.
Ha poi lavorato in altri telefilm inediti in Italia, fino a due episodi di The Studio (2025), nel quale è Chase, eccentrico creativo coinvolto nella produzione cinematografica della fittizia Continental Studios, grazie al quale si è distinto per tempismo comico, capacità di incarnare il caos creativo con ironia e autenticità e ottimo modo di collaborare con altri colleghi.

Il cinema
Il debutto cinematografico avviene invece nel 2007, quando partecipa alla pellicola After Sex - Dopo il sesso. Dopo un cameo in Suxbad - Tre menti sopra il pelo (2007), si fa dirigere da Dianna Agron, la sua ex fidanzata di allora, nel cortometraggio A Fuchsia Elephant (2009), poi partecipa a The Shortcut (2009), allo Stravagante mondo di Greenberg (2010) di Noah Baumbach e al soprannaturale Segui il tuo cuore (2010).
L'anno successivo, è diretto da suo fratello in The Broken Tower, poi affianca Colin Farrell e Toni Collette in Fright Night - Il vampiro della porta accanto (2011) di Craig Gillespie, remake del film omonimo del 1985, ricevendo buoni riscontri da parte di pubblico e critica.
Considerato una delle stelle emergenti da tenere d'occhio, dopo aver partecipato ad alcuni corti di Rod Blackhurst e Brian McGinn, entra nel cast di 21 Jump Street (2012), basato sull'omonima serie televisiva del 1987 (cui seguirà 22 Jump Street nel 2014), e in Warm Bodies (2013), ma soprattutto entra nel franchise della saga Now You See Me, prima con Now You See Me - I maghi del crimine (2013) di Louis Leterrier e Now You See Me 2 (2016), e poi con L'illusione perfetta - Now You See Me: Now You Don't (2025), nella parte di Jack Wilder, un prestigiatore che non disdegna il furto, in una trilogia thriller corale che include nomi come Woody Harrelson, Morgan Freeman, Jesse Eisenberg, Mark Ruffalo.
Spalla comica di Zac Efron e Seth Rogen in Cattivi vicini (2014) e Cattivi vicini 2 (2016), dove è Pete, il vice-presidente di una confraternita universitaria, recita anche accanto a Vince Vaughn e Tom Wilkinson in Affare fatto (2015) e, soprattutto, in The Disaster Artist (2017), ancora una volta diretto dal fratello, che gli offrirà la parte di Greg Sestero, aspirante attore e amico dell'eccentrico Tommy Wiseau, in quella che è la storia della genesi del cult The Room. Franco viene lodato per la sua interpretazione sincera e vulnerabile, all'interno della quale è riuscito a bilanciare il tono tragicomico con una performance di notevole interesse.
Lo stesso anno, affianca sua moglie, Alison Brie, in The Little Hours di Jeff Baena e prende parte al film di Barry Jenkins Se la strada potesse parlare (2018). Dopo il flop di Michael Bay 6 Underground (2019), ritorna davanti all'obiettivo del fratello per Zeroville (2019), interpretando l'attore Montgomery Clift, poi è di nuovo in una pellicola vampiresca con Day Shift - A caccia di vampiri (2022) e ha un ruolo secondario in Love Lies Bleeding (2024). Nel 2025, dividerà ancora una volta il set con la moglie in Together (2025) di Michael Shanks, body horror in cui la coppia interpreta due coniugi costretti da una forza soprannaturale ad avvicinarsi sempre di più, fino a fondersi nella stessa carne.

La carriera di produttore
Anche produttore, Dave Franco ha finanziato la miniserie Pam & Tommy, audace ricostruzione dello scandalo del sex tape tra Pamela Anderson e Tommy Lee. L'attore ha ammesso che era interessato non tanto alla storia in sé, quanto alla riflessione sul voyeurismo culturale che ne è scaturita in seguito.
Ha poi prodotto il sottovalutato Zola di Janicza Bravo, acclamato nel circuito indie e underground per il suo stile visivo e la narrazione ispirata a una serie di tweet virali.

I film da regista
Come regista, ha invece diretto Alison Brie, Dan Stevens, Jeremy Allen White e Sheila Vand in The Rental (2020), un thriller horror scritto assieme a Joe Swanberg incentrato su una sinistra vacanza di due coppie, e Mi ricorda qualcuno (2023), commedia romantica con Jay Ellis, Kiersey Clemons e l'inseparabile moglie. Film godibili, ma che non hanno lasciato propriamente un segno duraturo.

Vita privata
Dave Franco, dopo una lunga relazione con l'attrice e ballerina Dianna Agron, ha sposato la collega Alison Brie nel 2015.