Девід Оєлово народився в Оксфорді, Велика Британія. Його батьки — представники народу йоруба, виховували сина в баптистській вірі[5]. До шести років він жив на південному заході Лондона. Потім родина поїхала в Лагос. Коли Девіду виповнилось чотирнадцять вони повернулись в Лондон, на цей раз в Ізлінгтон. У цей час друг із церкви знайомить юнака з театром[6].
Рання кар'єра Оєлово складається з епізодичних та гостьових ролей у серіалах і кіно. У 2002—2004 грав Денні Гартера в британському серіалі «Привиди». У 2005 актор був залучений у фільмах «Гуркіт грому», «Свідок на весіллі», «Ціна зради», а наступного року зіграв доктора Джуньйо в стрічці «Останній король Шотландії», що здобула премію БАФТА як найкращий британський фільм. У 2011 до актора приходить новий успіх з виходом науково-фантастичної стрічки «Повстання планети мавп», в якій він зіграв боса Вілла Родмана (Джеймс Франко). Того ж року у нього була другорядна роль у драмі «Прислуга».
У 2012 за участю актора виходять у прокат одразу кілька проектів. У драмі «Газетяр» Девід зіграв репортера, у біографічному фільмі «Лінкольн» він втілив капрала, крім того в нього була роль детектива Емерсона в бойовику «Джек Річер».