Сын актёра Джона Кэррадайна (1905—1988).
Обучался в Университете штата в Сан-Франциско по классу музыкальной теории и композиции. После службы в армии уехал в Нью-Йорк.
Начал сниматься в 1964 году. Получил известность после участия в бродвейских постановках «Депутат» и «Королевская охота за солнцем». Вернулся в Голливуд, где стал сниматься в телесериалах. Первую большую роль в кино получил в фильме Мартина Скорсезе «Берта по прозвищу Товарный вагон» (1972).
Прославился исполнением роли шаолиньского монаха Цянь Гуаньчана в телесериале 1970-х годов Эда Спилмана «Кунг-фу» и в последовавших продолжениях. Сначала на эту роль планировалось пригласить Брюса Ли.
В 1977 году сыграл главную роль, бывшего циркового артиста Абеля Розенберга, в фильме Ингмара Бергмана «Змеиное яйцо». В своей книге «Картины» Бергман писал, что после четырёх неудач с поиском американских актёров (Дастин Хоффман, Роберт Редфорд и Питер Фальк по разным причинам отказались; Ричард Харрис не смог из-за болезни) «… было упомянуто имя Дэвида Кэррадайна. Дино прислал копию его последнего фильма, которую я просмотрел на следующий же день. Фильм , рассказывавший о певце в стиле „кантри“, мне очень понравился. Кэррадайн, один из сыновей великого исполнителя шекспировских ролей Джона Кэррадайна, отличался интересной внешностью и исключительной музыкальностью. Посмотрел я и рабочую копию картины, поставленной им самим. Она была отмечена печатью таланта. Он напомнил мне Андерса Эка, и я вообразил, будто Божий перст наконец-то указал на подходящего Абеля Розенберга». По словам Бергмана, «Дэвид Кэррадайн — „сова“, он засыпал на ходу. Спал везде, где можно, но в то же время был честолюбив, точен и хорошо подготовлен».
Сыграл роль Билла в фильме Квентина Тарантино «Убить Билла».
4 июня 2009 года Дэвид Кэррадайн был найден мёртвым с затянутой вокруг шеи веревкой в шкафу в гостиничном номере в столице Таиланда Бангкоке. Полиция заявила, что нет уверенности в том, что Кэррадайн повесился, а не погиб, пытаясь удовлетворить себя, поскольку он был найден висящим на соединённых между собой нейлоновых верёвках чёрного и жёлтого цветов, причём одна верёвка была завязана на шее, а другая — на пенисе. Был одет в костюм Бэтмена с характерным вырезом в паховой области. Эксперт-криминалист подтвердил, что Кэррадайн погиб в результате аутоасфиксиофилического несчастного случая, задушив себя во время онанирования.