Né à Alger, Daniel Auteuil grandit à Avignon dans un environnement artistique — ses parents sont chanteurs lyriques. Se passionnant très tôt pour le théâtre, il monte à Paris où, recalé au Conservatoire, il s'inscrit au Cours Florent. A 20 ans, il rencontre Georges Wilson, qui lui offre un petit rôle dans la pièce Early morning, puis joue dans Godspell, une comédie musicale qui tient l'affiche pendant deux ans. Il fait sa première apparition à l'écran en 1974 dans L'Agression de Gérard Pirès. Si, à ses débuts, il tient souvent des rôles de voyou — on le remarque en 1978 dans L' Amour violé —, l'acteur accède à la popularité grâce à des comédies à succès du début des années 80, de Pour cent briques t'as plus rien... aux Sous-doués de Zidi.

Mais Daniel Auteuil devra attendre Jean de Florette de Berri en 1986 pour obtenir la reconnaissance de ses pairs. Incarnant le fruste Ugolin, le comédien, métamorphosé, impressionne dans un registre dramatique, et décroche le César du Meilleur acteur. Il est dès lors sollicité par les cinéastes les plus prestigieux, collaborant à deux reprises avec Sautet (Quelques jours avec moi puis Un coeur en hiver, dans lequel il donne la réplique à sa compagne d'alors, Emmanuelle Béart) et Techiné, qui l'associe à Catherine Deneuve dans Ma saison préférée et Les Voleurs. L'exubérance des premières années laisse dès lors la place à un jeu intériorisé d'une grande puissance émotionnelle.

Prix d'interprétation à Cannes en 1996 pour Le Huitième Jour, récit d'une amitié avec un jeune trisomique, Daniel Auteuil reçoit un deuxième César trois ans plus tard pour La Fille sur le pont. Les metteurs en scène font volontiers appel à ce comédien-caméléon pour incarner des personnages historiques. Il se glisse ainsi dans la peau de l'assassin Lacenaire pour Girod, d'Henri IV pour Chéreau (La Reine Margot), de Sade pour Jacquot, ou de Napoléon. Au milieu des années 90, Daniel Auteuil obtient les suffrages du public avec Le Bossu (1996), tandis que la critique salue sa composition de mythomane dans L'Adversaire.

Capable de renouer avec le registre comique de ses débuts (Après vous, La Doublure, L'Invité) comme de tourner avec les auteurs les plus exigeants (les frères Larrieu ou Michael Haneke), Daniel Auteuil occupe une place centrale dans le cinéma français des années 2000. Il forme avec Depardieu le tandem gagnant du Placard (2001) puis du 36 quai des orfèvres (2004) d'Olivier Marchal, campe l'alter ego de Claude Berri dans L'un reste, l'autre part, avant de reprendre le rôle de Gu, immortalisé par Lino Ventura, dans la nouvelle version du Deuxième souffle (2006). Après une pause douce-amère (Dialogue avec mon jardinier), Daniel Auteuil retrouve Olivier Marchal pour le sombre polar MR 73, où il incarne un flic alcoolique et dépressif.

Quelques comédies plus tard, (15 ans et demi ou La Personne aux deux personnes), Daniel Auteuil joue un quinqua brisé par une ancienne rupture amoureuse dans Je l'aimais (2009), de Zabou Breitman puis un assassin malgré lui dans Donnant, Donnant d'Isabelle Mergault. En 2011, il se lance dans la réalisation avec La Fille du puisatier, remake du film de Marcel Pagnol. Grand admirateur de l'oeuvre de ce dernier, il continue à la revisiter devant et derrière la caméra et décide de se frotter à sa célèbre trilogie marseillaise. Sortent en 2013 Marius puis Fanny mais le succès n'est pas au rendez-vous et le dernier volet, César, ne voit pas le jour.

Il se consacre alors à nouveau à la comédie et s'illustre aussi bien dans des drames (Avant l'hiver, Au nom de ma fille) que des films de potes (Nos femmes, Entre amis). Après avoir été nommé au César du meilleur acteur pour sa prestation de professeur et mentor dans Le Brio d'Yvan Attal, Daniel Auteuil retourne à la réalisation avec Amoureux de ma femme, adaptation de la pièce L'Envers du décor de Florian Zeller que l'acteur-réalisateur connaît bien pour l'avoir mise en scène et interprétée sur les planches en 2016.

Sexagénaire désabusé qui remonte le temps pour retrouver son grand amour dans La Belle Époque (2019) de Nicolas Bedos, le comédien voyage encore dans le passé en 2022 avec Adieu Monsieur Haffmann. Il incarne dans ce drame de Fred Cavayé un bijoutier juif contraint de vivre caché en raison de l'occupation allemande. 

Daniel Auteuil crée la surprise en 2021 en sortant son premier album en tant qu'auteur et interprète, Si vous m'aviez connu.