David Barrera nació y creció en San Juan, Texas, y es el séptimo de 8 hermanos.
Cursó sus estudios en la 
Pharr-San Juan-Alamo High School, donde comenzó a practicar teatro. Posteriormente, obtuvo su BFA de la
 Southern Methodist University, y finalmente su MFA de la 
Universidad de California, donde trabajó en varias obras clásicas de teatro.
Realizó además un internado en la prestigiosa 
La Jolla Playhouse y en
 El Teatro Campesino Luis Valdez.
Cuando finalizó sus estudios, se mudó a Los Angeles.
Comenzó su carrera ante las cámaras en el año 1995, cuando participó del thriller protagonizado por 
Russell Crowe e 
Ian Ziering “
La fuerza de la sangre”. A partir de entonces, se convirtió en un rostro regular, tanto en el cine como en televisión.
En la pantalla grande, son recordadas sus participaciones en thrillers como “
Ojo por ojo”, protagonizado por 
Sally Field y 
Ed Harris; dramas como “
Infinity”, con 
Matthew Broderick y 
Jeffrey Force y “
El Mundo de Leland”, con 
Kevin Spacey, 
Jena Malone y 
Michelle Williams; y comedias como “
Héroes por casualidad”, en la que trabajó junto a 
Chris Farley y 
Matthew Perry, “
How the Garcia Girls Spent Their Summer”, “
Girls Never Call” y “
Sigo como dios”, con 
Steve Carell, 
Morgan Freeman y 
John Goodman.
En televisión, se lo pudo ver como actor regular en las series “
Murder One”, donde encarnó a
 Richard Higueras en 1997, fue 
Sanchez en “
That´s Life” entre 2000 y 2001, el
 Dr. Victor Carreras en “
NYPD Blue”, y es bien recordado por el papel de 
Gunnery Sgt. Ray 'Casey Kasem' Griego en la miniserie “
Generation Kill”.
Fue además actor invitado en otras como “
Renegade”, “
Diagnosis Murder”, “
The Pretender”, “
JAG”, “
Strong Medicine”, “
Family Law”, “
24”, “
The Division”, “
Nip/Tuck”, “
Sin rastro”, “
CSI: Nueva York”, “
Boston Legal”, “
Medium”, “
El ala oeste de la Casa Blanca”, “
CSI: Miami”, “
Navy NCIS: Naval Criminal Investigative Service”, “
Heroes”, “
The Closer”, “
Three Rivers” y “
El mentalista”, entre otras.
Trabajó además en telefilmes como “
My Little Assassin”, y puso su voz para varios videojuegos como “
Need for Speed: Underground”, “
Midnight Club 3: DUB Edition” y “
Saints Row”, entre otros.
En lo que respecta a su vida personal, está casado desde 1999 con la actriz 
María Canals-Barrera, con quien tiene 2 hijas.