David Rittenhouse a pennsylvaniai Germantownban született Matthias Rittenhouse farmer fiaként. Feleségül vette Eleanor Coulstont, majd annak halála után Hannah Jacobsot. Csillagász, matematikus, műszerész lett, és a tizennyolcadik század egyik vezető amerikai tudósa, Benjamin Franklin után a második.

Az autodidakta módon korán megmutatta matematikai és mechanikai képességeit, és elsajátította Newton Principia című művét angol fordításban. Fiatal fiúként Rittenhouse megépítette egy vízimalom modelljét, tizenhét éves korára pedig fából készült órát épített, de mivel kevés lehetősége volt iskolába járni, nagyrészt könyvekből és a nagybátyjától, David Williams bútorkészítőtől örökölt szerszámosládából képezte magát. Tizenkilenc éves korában kezdett órákat és más mechanikai és tudományos eszközöket készíteni.

A következő harminc-negyven évben számos nagyra becsült és innovatív matematikai és csillagászati műszert készített, amelyek közül a leghíresebb az a két óraszerkezet volt, amelyet a New Jersey-i (ma Princeton Egyetem) és a philadelphiai (ma Pennsylvania Egyetem) főiskolák számára épített. Ezek az orráriumok a nap- és holdfogyatkozásokat és más jelenségeket mutatják 5000 évre előre vagy hátrafelé. Miután 1770-ben Philadelphiába költözött, Rittenhouse mind a csillagászati, mind a földi megfigyeléseket felhasználta a csatornák és folyók felmérésére, valamint számos közép-atlanti állam határainak megállapítására. 1774-ben Philadelphia város földmérőjének posztját töltötte be.

Tudományos gondolkodása és kísérletezése jelentős szellemi tekintélyt szerzett Rittenhouse-nak Amerikában és Európában. Saját obszervatóriumot épített apja Norritonban lévő farmján, Philadelphiától nem messze. Rittenhouse részletes feljegyzéseket vezetett megfigyeléseiről, és számos fontos csillagászati művet publikált, köztük egy tanulmányt, amelyben bemutatta megoldását egy bolygó helyének meghatározására a pályáján. Vezető szerepet játszott abban, hogy a tudományos közösség 1769-ben megfigyelte a Vénusz átvonulását, ami széles körű elismerést váltott ki belőle. Matematikai problémák megoldására is törekedett, 1792-ben publikálta első matematikai tanulmányát, amelyben egy inga periódusának meghatározására tett kísérletet. Kísérletezett a mágnesességgel és az elektromossággal is.

Rittenhouse-t 1768-ban az Amerikai Filozófiai Társaság tagjává választották, és az évek során kurátorként, könyvtárosként, titkárként, alelnökként, 1791-től 1796-ig pedig elnökként szolgált. Az általa készített tervek alapján 1769-ben beválasztották a Vénusz és a Merkúr átvonulásait megfigyelő bizottságba. Az évek során számos tiszteletbeli címet kapott, többek között a New Jersey-i és a philadelphiai főiskolától. Emellett az Amerikai Művészeti és Tudományos Akadémia tagjává, valamint a Londoni Királyi Társaság ösztöndíjasává választották.

Rittenhouse az amerikai forradalom idején gyakorlati célokra használta tudományos ismereteit. 1775-ben kezdte meg szolgálatát a Biztonsági Bizottságban, mint mérnök, aki felügyelte az ágyúk helyi öntését, a puskák fejlesztését, a lőszerellátást, valamint a lőporgyárak és tárraktárak helyének kiválasztását. Az 1770-es évek végén Rittenhouse tagja volt a pennsylvaniai közgyűlésnek, az 1776-os pennsylvaniai alkotmányozó konventnek és a haditanácsnak. 1779 és 1787 között Rittenhouse volt Pennsylvania államkincstárnoka, 1792 és 1795 között pedig az Egyesült Államok pénzverdéjének igazgatója.

Rittenhouse 1779 és 1782 között Penn csillagászprofesszora, 1780-ban és 1782-ben pedig provizorhelyettes volt. Penn-t a Pennsylvaniai Állami Egyetem kurátoraként is szolgálta (1779-1780 és 1782-1791), majd a Philadelphiai Főiskolával való 1791-es egyesülés után a Pennsylvaniai Egyetem kurátoraként (1791-1796).