Davis ble født og oppvokst på Manhattan i New York City og gikk i lære hos Max Roach og Elvin Jones. Han møtte gitaristen Carlos Alomar mens de begge spilte med Roy Ayers. Davis startet sitt samarbeide med David Bowie i 1974 samtidig med Alomar og bassisten George Murray. Dennis Davis var en av de faste medlemmene av Bowies band og deltok på en rekke av Bowies album på slutten av 1970-tallet. Davis' bruk av skarptromme på Bowies album regnes som stilskapende innen popmusikk .