Né et élevé au Québec, Dean DeBlois se découvre très tôt une passion pour l'animation et passe sa jeunesse à raconter des histoires à travers ses créations graphiques. Après avoir abandonné l'idée de se faire auteur de comics, il débute sa carrière comme assistant animateur à Hinton Animation Studios, société de production télévisuelle animée d'Ottawa. Ce sont ses talents de metteur en scène et de dessinateur qui lui valent ce premier engagement, qu'il obtient à peine une année après son entrée à la Sheridan University, dont il sort diplômé en 1990 (il y passe trois ans). Il y travaille notamment sur la série Les Amis Ratons avant de rejoindre Don Bluth au sein des Sullivan Bluth Studios qu'il dirige.

Ce changement de société l'oblige à s'exiler en Irlande avec ledit réalisateur puisque ses studios sont installés à Dublin. C'est pendant cette période qu'il fera son véritable apprentissage professionnel, en assistant notamment Don Bluth en 1994 sur les layouts, les storyboards et le character design de Poucelina, ainsi que sur Le Lutin Magique. Quatre ans plus tard, il tente sa chance aux studios Disney qui l'engagent comme scénariste et storyboarder. Il travaille de concert avec Chris Sanders lors de la préproduction de Mulan (1998) qu'ils écrivent à quatre mains. Par la suite, il participe à l'élaboration de l'univers d'Atlantide, l'empire perdu (2001).

C'est en 2002 qu'il passe à la réalisation avec Lilo & Stitch, aux côtés de son partenaire Chris Sanders avec qui il coécrit le long-métrage. Le film est depuis souvent considéré comme le dernier du second âge d'or des studios aux grandes oreilles, réalisé en animation traditionnelle. Alors que le film marque la consécration de DeBlois, celui-ci change d'horizon et se lance par la suite dans l'écriture, la production et la réalisation plusieurs films en live action chez Disney et Universal, restés à l'état de projets. En 2007 sort Heima, un documentaire sur le groupe Sigur Ros à leur retour surprise en Islande. En parallèle, DeBlois travaille à l'écriture des séries animées dérivées de Lilo & Stitch, de 2003 à 2010.

Chris Sanders finit par le ramener à l'animation lorsque Dreamworks leur propose en 2008 d'écrire et de réaliser ensemble leur nouvelle grosse production, Dragons. Ils ont un an pour réadapter le roman de Cressida Cowell, des personnages à l'intrigue elle-même. C'est la première fois qu'ils doivent faire face à une œuvre de cette envergure, mais le film est un succès sans précédent pour le réalisateur : nommé aux Oscars, il remporte aussi nombre de prix dans divers festivals. C'est également la plus grosse réussite des studios Dreamworks en dehors de la franchise Shrek. Le film sera par la suite dérivé sur tous les médias possibles, du jeu vidéo à la série animée.

Dragons connaît un tel engouement qu'il est proposé à DeBlois d'en réaliser un deuxième volet. Il accepte à condition que le tout devienne une trilogie. Il réalise entre-temps une vidéo live pour le leader de Sigur Ros, Jonsi, Go Quiet, sorti en parallèle du nouvel album du chanteur, Go. C'est en 2014 que sort Dragons 2, que DeBlois produit, écrit et réalise cette fois-ci sans l'aide de Chris Sanders. Le film est par ailleurs sélectionné au festival de Cannes de cette même année, hors-compétition. Le long-métrage séduit une nouvelle fois le public et la critique. Cinq ans plus tard sort Dragons 3 : le monde caché, le dernier volet de la trilogie animée. Comme ses prédécesseurs, il est lui aussi nommé à l'Oscar du meilleur film d'animation.

DeBlois renoue ensuite avec sa passion pour la musique avec un autre groupe islandais, Of Monsters and Men, à qui il consacre le documentaire Tíu. En 2025, il renoue avec la saga qui l'a consacré : il adapte en prises de vues réelles Dragons, et dirige Mason Thames, Nico Parker et Gerard Butler, qui ont pour mission d'incarner Harold, Astrid et Stoïk la Brute, les personnages emblématiques du dessin animé original.

Claire Lefranc