Dave Franco wurde als jüngster Sohn von Betsy Lou, einer Dichterin, Autorin und Editorin russisch-jüdischer Herkunft, und Douglas Eugene Franco (1948–2011), dem portugiesisch-schwedisch-stämmigen Leiter eines Unternehmens im Silicon Valley, geboren.[2][3] Dave Franco erklärte in einem Interview mit Conan O’Brien, dass er „stolz“ sei, Jude zu sein.[4][5]
Dave Francos Großmutter mütterlicherseits, Marcella Ruth Levine, war Besitzerin der Verne Art Gallery, einer bekannten Kunstgalerie in Cleveland, und seine Großmutter väterlicherseits, Marjorie oder „Mitzie“ J. Peterson, war Kinderbuchautorin.[6][7][8] Franco wuchs mit seinen zwei älteren Brüdern James und Tom in Kalifornien auf.[9]
Er studierte an der University of Southern California und stellte sich ursprünglich als Highschool-Lehrer vor, der kreatives Schreiben lehrte, bis der Manager seines Bruders James Franco ihn im zweiten Studienjahr zu einem Theaterkurs führte, wo er anfing, schauspielerische Fähigkeiten zu erlernen.[10]
Dave Franco wurde einem breiten Publikum durch die Rolle des Cole Aaronson in der US-amerikanischen Sitcom Scrubs bekannt, in der er 2009 in der neunten Staffel, Scrubs – Med School, als Hauptdarsteller in Erscheinung trat.
Sein Regiedebüt gab Franco mit Tod im Strandhaus, einem Film, der im Juli 2020 in den USA veröffentlicht wurde.
Im August 2015 verlobte er sich mit der aus der Serie Community bekannten Schauspielerin Alison Brie.[11] Die beiden heirateten im März 2017.