Дэвид Кроненберг родился 15 марта 1943 года в Торонто. Он происходит из прогрессивной еврейской семьи, его мать была музыкантом, а отец писателем. По собственным словам, Кроненберг атеист и не верит в жизнь после жизни.
Во время обучения в местном университете он снял два экспериментальных короткометражных фильма: «Стерео» (1969) и «Преступления будущего» (1970). Первый коммерческий фильм Кроненберга, «Мерзость», вышел на экраны в 1975 году. Широкое внимание привлёк к режиссёру вышедший в 1982 году «Видеодром» — один из стилеобразующих фильмов десятилетия.
До начала 2000-х годов Кроненберг специализировался на жанре «боди-хоррор» (буквально, «ужас тела», источник ужаса — необъяснимые мутации человеческого тела). Многие из его картин поднимают проблему того, что принято считать нормальным, а что — ненормальностью, зыбкость грани между этими понятиями.
После фантастического триллера «Экзистенция» (1999, «Серебряный медведь» Берлинского фестиваля), вышедшего на экраны за несколько месяцев до «Матрицы» и поднимающего сходную философскую проблематику, внимание режиссёра стало смещаться от ненормальностей телесных к ненормальностям общественным.
В фильмах 2000-х годов, которые получили высокую оценку критиков, Кроненберг в нуаровых красках рисует беспросветно мрачный мир, где царит коренящееся в самой человеческой природе насилие.