Nach einem Artikel der New York Times vom Dezember 2006 wurde Boreanaz wütend über Mobbing auf dem Spielplatz, als er jung war, und wurde Offensive End und Defensive Back für sein katholisches High School Football Team. Als Kind war er Balljunge für die Pittsburgh Steelers und hatte die Möglichkeit, mit Jack Lambert zu trainieren. Zum Glück für seine Fans entschied er sich dafür, Schauspieler zu werden und nicht Profisportler. Er war in der Footballmannschaft der Schule und als Leichtathlet auf dem College. Er ist ein leidenschaftlicher Anhänger des Hockeysports. Nach seinem Abschluss am Ithaca College in Film und Fotografie zog David nach Hollywood, Kalifornien, um eine Schauspielkarriere zu verfolgen.

Bevor er Schauspieler wurde, arbeitete Boreanaz als Parkwächter und Maler. Er verteilte Handtücher in einem Sportverein und war Assistent in der Requisitenabteilung. Davids Einstieg in die Hollywood-Schauspielerszene hatte einen interessanten Anfang, wie er 2006 in einem Interview für das Smoke Magazine verriet: „Ich ging mit meinem Hund spazieren und ein Talentsucher sah mich auf der Straße. Von da an bekam ich meinen Manager, was dazu führte, dass ich meine ersten Schauspieljobs bekam. … Er hat versucht, mich aufzureißen. Es war ein Typ, er war homosexuell. Als er mich kennenlernte, wusste er sofort, dass ich sehr auf Frauen stehe, also war ihm klar, dass er damit keinen Erfolg haben würde. Aber ich habe nachgeforscht und gesehen, dass er ein seriöser Typ ist. Also, ja, das Gassi gehen mit meinem Hund hat mich irgendwie zur Schauspielerei geführt.“

David begann seine Karriere 1993 mit einer kleinen Rolle in der amerikanischen Sitcom Married with Children. Er hat in vielen Filmen und Fernsehserien mitgewirkt und in einem Musikvideo mitgespielt. Boreanaz führte auch bei einigen Episoden von Bones Regie und war in der dritten Staffel auch Produzent der Serie. Außerdem hat er als Synchronsprecher für zwei Videospiele gearbeitet.

Nach Angaben von CBS werden David Boreanez und seine neuen Charaktere in der Fernsehserie Seal Team noch ein paar Folgen lang zu sehen sein. CBS gab am Mittwoch bekannt, dass das Militärdrama SEAL Team mit Boreanaz in der Hauptrolle für eine ganze Staffel bestellt wurde. David spielt Jason Hayes, den Leiter eines Tier-1-Militärteams. Team Seal begleitet Jason und die anderen tapferen Männer und Frauen, mit denen er in den Kampf zieht, bei den tödlichsten Missionen auf dem Planeten. Danach zeigt die Serie, wie sie ihr normales Leben weiterführen, wenn sie wieder auf amerikanischem Boden sind.

David Boreanaz hatte vor seiner Ehe und auch danach eine Reihe verschiedener Beziehungen. Catalina Guirado war eine der Frauen, mit denen er schon früh zusammen war, und er führte eine Fernbeziehung mit ihr. Nach der Trennung von Catalina (aus unbekannten Gründen) ging er mit Ingrid Quinn aus, mit der er zwei Jahre lang verheiratet war (1997-1999). Gerüchten zufolge war er in dieser Zeit auch mit Sarah Michelle Gellar, seiner Co-Darstellerin in der Fernsehserie Buffy the Vampire Slayer, zusammen. Von Ingrid Quinn trennte er sich 1999.

David lernte Jaime Bergman auf einer Valentinstagsparty im Jahr 2000 kennen. Nachdem sie eine Weile zusammen waren, gab das Paar im August 2001 seine Verlobung bekannt. Das Paar heiratete ein paar Monate nach der Verlobung am 24. November 2001. Sie haben jetzt zwei Kinder – eine hübsche Tochter und einen hübschen Sohn.