David Rittenhouse urodził się jako syn farmera Matthiasa Rittenhouse’a w Germantown w Pensylwanii. Ożenił się z Eleanor Coulston, a następnie po jej śmierci z Hannah Jacobs. Został astronomem, matematykiem, twórcą instrumentów i jednym z czołowych amerykańskich naukowców XVIII wieku, drugim po Benjaminie Franklinie.

Samouk, wcześnie wykazał zdolności matematyczne i mechaniczne, opanował Principia Newtona w angielskim tłumaczeniu. Jako młody chłopiec Rittenhouse skonstruował model młyna wodnego, a w wieku siedemnastu lat zbudował drewniany zegar, ale nie mając zbyt wielu okazji do uczęszczania do szkoły, kształcił się głównie na podstawie książek i skrzynki z narzędziami odziedziczonej po wuju Davidzie Williamsie, stolarzu meblowym. W wieku dziewiętnastu lat zaczął robić zegary i inne urządzenia mechaniczne i naukowe.

W ciągu następnych trzydziestu lub czterdziestu lat wykonał wiele wysoko cenionych i innowacyjnych instrumentów matematycznych i astronomicznych, z których najbardziej znane były dwa orrerie, które skonstruował dla kolegiów w New Jersey (obecnie Uniwersytet Princeton) i Filadelfii (obecnie Uniwersytet Pensylwanii). Orrerie te pokazują zaćmienia Słońca i Księżyca oraz inne zjawiska dla okresu 5000 lat w przód lub w tył. Po przeprowadzce do Filadelfii w 1770 roku Rittenhouse wykorzystywał obserwacje astronomiczne i naziemne do badania kanałów i rzek oraz do ustalania granic wielu stanów środkowoatlantyckich. W 1774 roku pełnił funkcję miejskiego geodety Filadelfii.

Jego naukowe myślenie i eksperymenty przyniosły Rittenhouse’owi znaczny prestiż intelektualny w Ameryce i w Europie. Zbudował własne obserwatorium na farmie ojca w Norriton, na obrzeżach Filadelfii. Rittenhouse prowadził szczegółowe zapisy swoich obserwacji i opublikował wiele ważnych prac z dziedziny astronomii, m.in. pracę przedstawiającą jego sposób wyznaczania miejsca planety na jej orbicie. Był liderem obserwacji tranzytu Wenus w 1769 r., co przyniosło mu szerokie uznanie. Starał się również rozwiązywać problemy matematyczne, publikując w 1792 r. swoją pierwszą pracę matematyczną, której celem było wyznaczenie okresu wahadła. Eksperymentował także z magnetyzmem i elektrycznością.

Rittenhouse został wybrany na członka Amerykańskiego Towarzystwa Filozoficznego w 1768 roku, pełniąc przez lata funkcje kuratora, bibliotekarza, sekretarza, wiceprezesa, a od 1791 do 1796 roku jego prezesa. Na podstawie sporządzonych przez siebie planów został wybrany w 1769 roku do komisji obserwującej tranzyty Wenus i Merkurego. Z biegiem lat otrzymał wiele honorowych stopni naukowych, w tym od kolegiów w New Jersey i Filadelfii. Ponadto został wybrany na członka Amerykańskiej Akademii Sztuk i Nauk oraz na współpracownika Towarzystwa Królewskiego w Londynie.

Rittenhouse wykorzystał swoje umiejętności naukowe do celów praktycznych podczas Rewolucji Amerykańskiej. W 1775 roku rozpoczął służbę w Komitecie Bezpieczeństwa jako inżynier nadzorujący lokalne odlewanie armat, ulepszanie karabinów, dostarczanie amunicji oraz wybór miejsc pod młyny prochowe i magazyny. W późnych latach siedemdziesiątych Rittenhouse był członkiem Zgromadzenia Pensylwanii, Konwencji Konstytucyjnej Pensylwanii z 1776 roku i Rady Wojennej. Od 1779 do 1787 roku Rittenhouse był skarbnikiem Pensylwanii, a w latach 1792 -1795 pełnił funkcję dyrektora Mennicy Stanów Zjednoczonych.

Rittenhouse był profesorem astronomii w Penn od 1779 do 1782 roku i wice-prowokatorem w latach 1780 i 1782. Służył Pennowi także jako powiernik Uniwersytetu Stanu Pensylwania (1779-1780 i 1782-1791), a następnie, po jego unii z College of Philadelphia w 1791 roku, jako powiernik Uniwersytetu Pensylwanii (1791-1796).

.