Né le 19 mai 1921 à Angers, Daniel Gélin monte à Paris, où il suit les cours d'art dramatique dispensé par René Simon. Il entre ensuite au Conservatoire national d'art dramatique, où il fait la rencontre de Louis Jouvet.

Il entame alors une carrière au théâtre et fait sa première apparition à l'écran dans Miquette (1940) de Jean Boyer. En 1945, il épouse l'actrice Danièle Delorme, et l'année suivante donne la réplique à Jean Gabin et Marlene Dietrich dans Martin Roumagnac. C'est en 1949 et 1950 que Daniel Gélin se fait réllement connaître du grand public avec les succès Rendez-vous de juillet et Edouard et Caroline.

Au cours des années cinquante, il retrouve son compagnon Louis Jouvet qui sera son partenaire dans Une histoire d'amour (1951), un drame dont les dialogues sont signés Michel Audiard. Il collabore également à deux reprises avec le cinéaste Max Ophüls qui le dirige tour à tour dans La Ronde (1950) et Le Plaisir (1952). Il enchaîne ensuite avec un des films qu'il considérera comme étant l'un de ses préférés : le polar La Neige était sale (1952), une adaptation cinématographique d'un roman de Georges Simenon.

Daniel Gélin décide, la même année, de passer derrière la caméra pour mettre en scène son premier et seul long métrage : Les Dents longues. Faisant preuve d'un éclectisme étonnant, il se livre à de grandes performances d'acteur pour des réalisateurs comme Julien Duvivier (L' Affaire Maurizius - 1954), Sacha Guitry (Napoléon - 1955), Alfred Hitchcock (L' Homme qui en savait trop - 1956) et Denys de La Patellière (Retour de manivelle - 1957, un polar où il se retrouve face à Michèle Morgan).

Avec l'arrivée de la Nouvelle Vague, Daniel Gélin opère un important virage dans sa carrière en tournant sous la direction de Costa-Gavras (Compartiment tueurs - 1965), Claude Chabrol (La Ligne de démarcation -1966), René Clément (Paris brûle-t-il ? - 1965) ou encore Marguerite Duras (Détruire, dit-elle - 1969). Devenu un acteur incontournable du cinéma français et cultivant une image de séducteur, il apparaît dans de nombreuses séries télévisées comme Les Saintes chéries (1965-1970) qui confirment sa popularité auprès du grand public.

Toujours aussi prolifique dans les années soixante-dix (Un linceul n'a pas de poches (1974), Nous irons tous au paradis (1977)), Daniel Gélin rend hommage à ses amis Pierre Dac et Francis Blanche dans Signé Furax (1980), une comédie signée Marc Simenon. Il enchaîne coup sur coup deux films historiques : Guy de Maupassant (1982) et La Nuit de Varennes (id.) d'Ettore Scola.

La jeune génération redécouvre cet acteur à travers ses petites apparitions dans quelques comédies comme La Vie est un long fleuve tranquille (1989) d'Etienne Chatiliez, Promotion canapé (1990), Les Marmottes (1993) ou encore La Cité de la peur (1994). Parallèlement, sa cote de popularité, dans les années 90, reste au beau fixe grâce à ses prestations dans les séries télévisées Marc et Sophie et Une famille formidable. Endeuillé par le décès de son fils Xavier Gélin en 1999, Daniel Gélin s'éteint le 29 novembre 2002 à l'âge de 81 ans à la suite d'une insuffisance rénale.