David Lynch pályafutása kezdetén nem volt világos, hogy mely művészeti ágon találja meg a helyét, és a tanulás nem volt jellemző rá. Középiskolás évei alatt saját bevallása szerint a mozi iránti érdeklődése csekély volt, csupán a barátaival való szórakozást tartotta fontosnak. Néhány kollegájával, köztük Jack Fiskkel, aki később elismert látványtervező lett, Európába utaztak, de a pénzüket hamar elköltötték a szórakozásra. Lynch egyszer azt nyilatkozta, hogy a mozi egyáltalán nem izgalmas számára, csak a mozi látogatásait hasznosította a lányokkal való találkozásra.

Később a philadelphiai Művészeti Akadémia tanulmányait is otthagyta, így teljes mértékben a filmkészítésre tudott koncentrálni. Az 1970-es évek elején elkezdte a Radírfej című film forgatását, amely különös technikákkal készült, és a szakma nem volt felkészülve a stílusára. Sok nehézséggel szembesült, hiszen a kezdeti visszajelzések negatívak voltak, Lynch azonban nem adta fel és újravágta a filmet. A Radírfej későbbi éjféli vetítéseken vált sikeressé, ami meglepte Lynch barátait is.

A nagy áttörés Lynchnek az 1980-as Az elefántember című filmnél következett be, amely több Oscar-jelölést is kapott. A film főszereplője, Anthony Hopkins, kezdetben nem volt elégedett egy ismeretlen rendező irányításával, de Lynch elmondása szerint belátta, hogy nem könnyű feladat egy ilyen nagy kaliberű produkciót irányítani. Lynch később úgy fogalmazott, hogy ez volt a tűzkeresztsége a filmes világban.

A következő filmes projektei között említést érdemel a Dűne, amely szintén nagy elvárásokkal indult, viszont nagyon vegyes kritikákat kapott, ami miatt Lynch nem is tartja teljes mértékben a magáénak. Ez a tapasztalat a későbbi munkáira is hatással volt, és később George Lucas ajánlata ellenére nem vállalta el A Jedi visszatér rendezését sem.

A Kék bársony mára kultfilm lett, de megjelenésekor nem volt biztos a sikere. Laura Dern, aki a filmben szerepelt, mesélte, hogy a premier vetítésen a közönség nem tudta, hogy nevessen-e vagy tűnjön el. Lynch stílusát sokan nem értették, de a film hihetetlen hatásokkal bír, és a mai napig inspirálja a filmeseket.

A Twin Peaks sorozat a Lynch-hoz köthető, Mark Frosttal közösen írták a pilot epizódot. Később a sorozat óriási siker lett, de Lynch kritikus helyzetekkel is szembesült, például a közönség elvárásainak megfelelve. A második évad befejezésével a rajongók felé való elszakadás is jellemző volt, de az új befejezés lehetőséget adott Lynchnek a történet méltó lezárására.

A rendező munkásságának nagy beteljesülése a harmadik Twin Peaks évad lett, ahol végre méltóképpen tovább tudta vinni a narratívát, és nem titok, hogy a David Lynch által kitalált világ még különlegesebbé vált, mint azelőtt. Lynch elmondása szerint a projekt a legritkább formában került megvalósításra, amely a televízió történetét is újraértelmezi.