Nasce a [[Palo Alto]], in [[California]], figlio di Betsy, una poetessa, autrice ed editrice, e di Doug Franco<ref>{{Cita web|lingua=en|url=https://movies.yahoo.com/movie/contributor/1800352352/bio|titolo=James Franco - bio|editore=Yahoo|data=|accesso=11-03-11|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20081229171728/http://movies.yahoo.com/movie/contributor/1800352352/bio|dataarchivio=29 dicembre 2008}}</ref>. Il padre è di origini portoghesi e svedesiitaliane, mentre la madre è ebrea e discende da immigrati russi<ref>{{Cita web|lingua=en|url=https://www.boston.com/ae/celebrity/articles/2009/02/14/spidey_foe_meets_his_match_in_harvard_hasty_pudding_crew/|titolo=Spidey foe meets his match in Harvard's Hasty Pudding crew|editore=boston.com|data=|accesso=11-03-11}}</ref>. Cresciuto in [[California]] con i due fratelli maggiori, Tom e [[James Franco|James]], anch'essi attori<ref>{{Cita web|lingua=en|url=http://www.interviewmagazine.com/film/discovery-dave-franco/|titolo=Discovery Dave Franco|editore=interviewmagazine.com|data=|accesso=11-03-11}}</ref><ref>{{Cita web|lingua=en|url=http://www.esquire.com/video/#v507109661001|titolo=James Franco on James Franco, Part 1|editore=esquire.com|data=|accesso=11-03-11|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20110314024824/http://www.esquire.com/video/#v507109661001|dataarchivio=14 marzo 2011}}</ref>, Franco frequenta la [[University of Southern California]], ma presto abbandona gli studi per dedicarsi alla recitazione. Oltre a recitare in numerosi video pubblicati sul web, è conosciuto per aver interpretato il personaggio di Cole Aaronson nella nona stagione della serie televisiva ''[[Scrubs - Medici ai primi ferri]]''<ref>{{Cita web|lingua=en|url=http://www.mtv.com/news/articles/1655850/dave-franco-talks-fright-night-working-with-big-bro-james-franco.jhtml|titolo=Dave Franco Talks 'Fright Night,' Working With Big Bro James Franco|editore=MTV|data=13-01-11|accesso=11-03-11}}</ref>, Jack Wilder in ''[[Now You See Me - I maghi del crimine]]'' e Ian/Sam in ''[[Nerve (film 2016)|Nerve]]''.
