Né le 7 août 1960 à New York, David William Duchovny commence par faire des études de littérature, avant de se tourner définitivement vers une carrière d'acteur à partir de 1987.Enchaînant sans répit les tournages de tous styles, il se retrouve aussi bien dans les comédies les plus grasses (Don't tell mom the babysitter's dead en 1991,Beethoven en 1992) que dans les thrillers les plus arides (Kalifornia en 1993), et apparaît même dans une série de films érotiques appelés Red shoe diaries. Il se fait particulièrement remarquer en jouant un agent du FBI bisexuel dans la série de David Lynch Twin Peaks.
Mais en 1993, David Duchovny rencontre son destin en passant une audition pour la série X-files : aux frontières du réel. Il deviendra alors indissociable de son personnage Fox Mulder, agent du FBI paranoïaque et convaincu de l'existence des extraterrestres. Un rôle qu'il a tenu durant sept saisons et un film (1998), avant de s'éloigner délibérément de la série qui s'acheva sans lui (à l'exception de quelques apparitions). Désireux de se débarrasser de son image de Mulder, Duchovny ne parvient à convaincre qu'en 2007, avec la série Californication et sa crudité verbale. Dans le même temps, il accepte pourtant d'endosser à nouveau la défroque de Mulder pour un deuxième long métrage, qui sort en 2008 dans la perplexité générale.
David Duchovny est marié à Tea Léoni depuis 1997, ils ont deux enfants.
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