Ayant grandi à Ann Arbor, dans le Michigan, David S. Goyer, passionné de comics depuis son plus jeune âge, vend son premier scénario à 22 ans alors qu'il est encore étudiant à l'USC : il s'agit de Coups pour coups (1990), un film d'action qu'interprétera Jean-Claude Van Damme. Il explore ensuite le fantastique avec les scripts des Maîtres du monde (1994) et des ténébreux The Crow (1996) et Dark City (1998) d'Alex Proyas.

Puis il se forge une solide réputation dans l'adaptation au cinéma des univers des super-héros de bande dessinée. Le premier en date est Blade (1998), le légendaire chasseur de vampires interprété par Wesley Snipes. David Goyer en signe la suite, Blade 2 (2002), réalisée par Guillermo Del Toro, avant de porter lui-même à l'écran le troisième opus intitulé Blade trinity (2004). La même année il s'attaque à l'homme-chauve-souris en écrivant une adaptation bien plus sombre que les précédentes versions existantes, intitulée Batman begins (2004). En 2005 David S. Goyer travaille au scénario de The Flash et en 2007 il enchaîne les projets du même type : Il signe The Dark Knight, la suite de Batman begins, et réalise Ghost Rider, qui relate les aventure du super-héros Johnny Blaze, Super Max, qui se déroule dans une prison de super-héros, et enfin Magneto qui se concentre sur le "méchant" de la saga X-men.

Mais quand David S. Goyer ne s'occupe pas de super-héros à proprement parlé, ce n'est jamais très éloigné. Ses autres projets sont des long-métrages fantastiques qui mettent en scène des créatures mutantes (Scanners) des hommes doués de pouvoirs surnaturels (Invisible, Jumper et The Invisible Man) et des mondes merveilleux (Here, There Be Dragons).