Dennis Dugan débute sa carrière dans les années 70 en tant qu'acteur, s'illustrant notamment dans La Fugue d'Arthur Penn (1975) et Hurlements de Joe Dante (1981). Décidé à passer de l'autre côté de la caméra, il signe quelques épisodes des séries Rick Hunter et Clair de lune avant de réaliser son premier long métrage, Junior le terrible, en 1990. Faisant de la comédie son genre de prédilection, il enchaîne les tournages de Brain Donors (1992) et Happy Gilmore (1996), son premier gros succès porté par la valeur montante Adam Sandler. La rencontre des deux hommes se poursuit ensuite avec Big Daddy (1999).
Outre ses comédies potaches avec son acteur fétiche, Dugan est également réalisateur du très fin Ninja de Beverly Hills (1997) et de Diablesse (2001), l'histoire de deux amis qui veulent empêcher leur pote d'épouser la mauvaise fille. Toujours sous le signe de l'humour, Dennis Dugan s'offre en 2003 le tandem détonant Martin Lawrence / Steve Zahn pour sa comédie policière National Security.
Après avoir signé La Revanche des losers pour Rob Schneider et David Spade (2006), il poursuit sa fructueuse collaboration avec Adam Sandler avec Quand Chuck rencontre Larry (2007), Rien que pour vos cheveux (2008), Copains pour toujours et sa suite (2010 et 2013), Le Mytho (2011) et Jack et Julie (2011).
Leur travail en commun cesse lorsqu'Adam Sandler part voler de ses propres ailes pour travailler exclusivement avec Netflix à partir de 2015. Dugan cesse toute activité de réalisateur, excepté pour Love, Weddings & Other Disasters avec Diane Keaton, Jeremy Irons et Maggie Grace (2020).
En 2025, pour le clin d'œil, il reprend son petit rôle de Happy Gilmore dans la suite produite par Sandler Happy Gilmore 2, réalisé par Kyle Newacheck, qui sort directement sur Netflix.