Daniel Christopher Gilroy nació en Santa Monica, California, Estados Unidos, el 24 de junio de 1959. Hijo del ganador del premio Pullitzer, Frank Gilroy y una escultora y escritora, Ruth Dorothy Gaydos, Dan creció viendo a su padre como dedicado escritor, siempre creando nuevas historias, lo que fue su principal inspiración para desear convertirse en escritor también.

Estudió en la Universidad de Dartmouth, con un título de Literatura Inglesa. Dan debutó como co guionista, con la cinta de Geoff Murphy, Freejack: El inmortal (1992), cinta estelarizada por Emilio Estevez, Anthony Hopkins, el músico Mick Jagger y la actriz Rene Russo, a quien conoció en el set y con quien se casaría, un año más tarde. Gilroy es responsable, también, de los guiones de las cintas Gigantes de acero (2011), El legado Bourne (2012) y Kong: La isla Calavera (2017)

En 2014, debutó como director, con la cinta Nightcrawler (2014) y, más tarde, volvería a dirigir un guión propio, con la cinta Roman J. Israel, Esq. Un hombre con principios (2017).