David Mazouz commence sa carrière à l’âge de neuf ans dans le long métrage L'impossible pardon, sur la communauté Amish. Très actif, il continue son chemin en faisant des petites apparitions, notamment dans Mike & Molly, Private Practice ou encore The Office et Esprits Criminels. En 2012, la Fox l'embauche pour jouer l'un des personnages principaux de la série Touch. Il devient pour ce drame un garçon autiste. Son père, interprété par Kiefer Sutherland, découvre que son fils est un génie. En effet, il voit le monde à travers des chiffres et connexions.

Deux ans plus tard, le comédien est en tête d’affiche de The Games Maker. Il incarne Ivan Drago, un fan de jeux de société, qui se retrouve catapulté dans un monde virtuel inventé par le méchant Morodian. En septembre de la même année, il retourne sur les plateaux de la Fox pour la nouveauté Gotham, et obtient cette fois-ci le rôle du jeune Bruce Wayne. Le futur chevalier noir voit ses parents assassinés juste devant ses yeux. L'histoire retrace alors l'arrivée du commissaire Gordon qui prend en charge l'affaire et va suivre l’évolution de celui qui deviendra Batman.