A nyugat-londoni Isleworthben jött a világra, testvéreivel, Richarddal (a neves filmrendezővel) és Johnnal Leicesterben nőttek fel. Davidet már kiskorában rabul ejtette a fosszíliák és kövek gyűjtése, rajongott a természetért, és elhatározta, hogy életét a természet megismerésének és megismertetésének szenteli - mutatja be a természettudóst az MTVA Sajtó- és Fotóarchívumának portréja.

A cambridge-i Clare College-ban zoológiából és geológiából diplomázott, 1947-től a haditengerészetnél szolgált. Leszerelése után egy gyerekkönyv-kiadónál helyezkedett el, majd 1950-ben csatlakozott a BBC-hez. Az első időkben - főnöknője szerint túl nagy foga miatt - nem került képernyőre, ismeretterjesztő műsorok producereként a háttérben dolgozott. Első filmje, az Állatminták készítésekor találkozott Jack Lesterrel, a londoni állatkert egyik kurátorával, akivel 1954-ben elkészítették Zoo Quest című műsorukat, amely Lester betegsége miatt végül Attenborough-val került adásba. A műsorkészítést a BBC általa alapított utazási és felfedezési osztályán folytatta, majd az 1960-as évek elején otthagyta állását, hogy antropológiai tanulmányokkal készítse elő filmes munkáját.

1965 márciusában - a filmezés lehetőségének megtartása mellett - vezetőként csatlakozott a BBC2 csatornához, amelynek arculatát ő alakította ki. A BBC2 újszerű, a művészettől a sporton át a természettudományig terjedő, változatos műsorstruktúrája miatt vált népszerűvé, többek között ők vezették be a biliárd- és rögbiközvetítéseket, és 1967-ben elsőként sugároztak színes adást. Ez utóbbi előnyeinek érzékeltetésére rendelte Attenborough a Nézeteim a civilizációról című 13 részes sorozatot Kenneth Clark művészettörténésztől. Az 1969-ben bemutatott műsor mérföldkő lett a dokumentarista televíziózás történetében.

1969-ben a BBC programigazgatójának nevezték ki, de a három évvel később felajánlott vezérigazgatói állást már nem fogadta el, szabadúszóként tért vissza szenvedélyéhez, az ismeretterjesztéshez. Forgatott Indonéziában, filmsorozatot készített a törzsi művészetről, a felfedezőkről, gyerekeknek szóló sorozatot a legendás állatokról, s közben előkészítette híressé vált trilógiáját. Az Élet a Földön 1979-ben, Az élő bolygó 1984-ben, Az élet megpróbáltatásai 1990-ben készült el. A hátizsákos világjáró hihetetlen kalandjainak és közvetlen, sztorizós stílusának köszönhetően egy csapásra belopta magát a nézők szívébe, és a természetfilmeket a szórakoztató és egyben tartalmas televíziós műsorok rangjára emelte.

Az Élet-sorozatban foglalkozott még az Antarktisszal, a madarakkal, a növényekkel, a gerinctelenekkel és a hüllőkkel is. Emblematikus sorozata mellett Az első édenkert (1987) címmel bemutatta a Földközi-tenger medencéjének történetét, az ősmaradványok iránti szenvedélyéről az Elveszett világok, eltűnt életek (1989) című filmje tanúskodik.

1977 és 2005 között ő volt a narrátora a BBC milliókat a képernyők elé ültető 253 részes Vadvilág sorozatának, a szurikátákról szóló részt (1987) a brit nézők minden idők legjobb természetfilmjévé választották. Ő kalauzol bennünket A természet világa sorozat ötvennél több epizódjában, s a Vadvilág jubileumi sorozatban. Forgatókönyvíróként és narrátorként jegyzi a BBC 2006-ban bemutatott Bolygónk, a Föld című természettudományi megaprodukcióját.

Ő írta és narrálta a pteroszauruszról szóló Repülő szörnyek (2010) című háromdimenziós filmet, az első BAFTA-díjas 3D-s mozit, amelyet további részek követtek. 2013-ban indította el A természet csodái című sorozatát. 2014-ben az ő hangalámondásával jelent meg a BBC ultra HD felbontással készült Life Story sorozata, 2015-ben vele indult el a BBC Earth The Hunt (A vadászat) című műsora, és a Bolygónk, a Föld sorozat 2016-os folytatásához is őt kérték fel közreműködőnek.

A televíziós ismeretterjesztésben kifejtett tevékenységéért "a nagyszerű kommunikátor, a páratlan oktató" néven emlegetett Attenborough műsorait a közszolgálati televíziózás mintapéldájaként dicsérik. 1985-ben II. Erzsébet királynő lovaggá ütötte, a britek nemzeti kincsükként tekintenek rá, 2002-ben a 100 legnagyobb brit közé szavazták. Ő az egyedüli BAFTA-díjas, aki fekete-fehér, színes, HD és 3D műsorért is megkapta az elismerést. 2009-ben Asztúria Hercege-díjjal tüntették ki. Számos újonnan felfedezett fajt - köztük az Attenborosaurus őshüllőt és az Attenborough-hangyászsünt - neveztek el róla.

Az egész Földet bejárta, hogy felkutassa és bemutassa az élő világ csodáit. Magyarországon a páratlanul gazdag szitakötő- és az Európa többi részéről jóformán eltűnt tiszavirág-populációt kapta lencsevégre. 2002-ben kiadott, majd 2009-ben újra megjelentetett Life on Air című önéletírásával sem zárta le munkás éveit. Életkedve a régi, az ötletekből is kifogyhatatlan: 2015-ben a természetfilmes szövegalámondás stílusában vezette fel Adele Hello című új slágerének videoklipjét.

Kilencvenedik születésnapjára a BBC filmes összeállítással készül, amely - a ma is alkotóereje teljében lévő ünnepelt életszemléletéhez igazodva - a nosztalgiázás helyett inkább a jövő kihívásairól szól.