Дэвид Милч родился 23 марта 1945 года в Нью-Йорке. Закончил Йельский колледж. Чтобы не попасть в армию во время военного конфликта с Вьетнамом, поступил в Йельскую Высшую школу права, но был исключен оттуда из-за проблем с полицией. Затем Милч на протяжении нескольких лет преподавал английскую литературу в Йельском университете.

В 1982 году Дэвид написал свой первый телесценарий для сериала «Блюз Хилл-стрит» (эпизод «Trial by Fury»). Вскоре он становится постоянным сценаристом и продюсером проекта, который приносит своим создателям несколько престижных премий, в числе которых «Золотой глобус» и «Эмми».

В 1983 году Милч совместно со Стивеном Бокко начинают выпуск нового телесериала о буднях амеркианской полиции – «Полиция Нью-Йорка». В это же время он становится со-продюсером сериала «Brooklyn South», выходившем на CBS в конце 90-х годов.

С 2002 по 2006 год Дэвид Милч занимался продюсированием одного из самых успешных проектов – сериала «Дэдвуд», продукта телеканала HBO. Три сезона сериала собрали немало наград, в частности, «Золотой глобус», «Эмми», «Эдди» и премию режиссерской гильдии США.

В числе других проектов продюсера телесериалы «John from Cincinnati» о серферах и полицейская драма «Big Apple».

Сейчас Милч занят съемками сериала о конных скачках «Удача» с Дастином Хоффманом в главной роли. До начала съемок Дэвид заявил, что это его последний телесериал.