Dev Patel si è fatto conoscere per aver interpretato il ruolo di Anwar Kharral nelle prime due stagioni della serie televisiva britannica "Skins". Nel 2008 ha interpretato come protagonista il ruolo di Jamal Malik nel film "The Millionaire" di Danny Boyle. Il lungo processo di audizioni si concluse nell'agosto 2007. Inizialmente il ruolo era stato affidato a Ruslaan Mumtaz, ma il produttore pensò che fosse "troppo bello". Il film ha ottenuto un grandissimo successo: nel 2009 conquistò otto Premi Oscar, fra i quali l'Oscar al miglior film, sette Premi BAFTA e quattro Golden Globe. Patel fu insignito di numerosi premi cinematografici come attore esordiente ma non fu candidato all'Oscar. Nel 2010 ha interpretato il personaggio di Zuko nel film "L'ultimo dominatore dell'aria", adattamento cinematografico della serie animata "Avatar - La leggenda di Aang" (ottenendo tuttavia la nomination per Peggior attore non protagonista ai Razzie Awards 2010), e ha doppiato il suo personaggio nel videogioco tratto dal film.