Geboren am 29. Mai 1975 in Dearborn, Michigan, verfolgte der katholisch erzogene David Burtka seinen Wunsch Schauspieler zu werden schon früh. Nach seinem Schulabschluss absolvierte er nicht nur eine Schauspielausbildung am "Interlochen Center for the Arts" und in den "William Esper Studios", sondern schloss auch sein Schauspielstudium an der "University of Michigan" mit dem Bachelor of Fine Arts ab.
Sein TV-Debüt gab David Burtka schließlich 2002 in der US-Serie "The West Wing", woraufhin er nach und nach immer mehr Serienauftritte in seinem Steckbrief verbuchen konnte. So spielte er unter anderem kleinere Rollen in "Crossing Jordan" und der Hit-Sitcom "How I Met Your Mother". 2003 debütierte David Burtka darüber hinaus am Broadway, wo er in der Produktion "Gypsy" mitwirkte. Es folgten weitere Theaterproduktionen wie "The Play About The Baby", für die er den "Clarence Dearwater Award" bekam.
Erst später wurde bekannt, dass der Schauspieler seinen Part in "How I Met Your Mother" eventuell nur deswegen bekommen hatte, weil sein langjähriger Lebenspartner Neil Patrick Harris dort eine der Hauptrollen spielte. Dieser sah sich anlässlich dieser Gerüchte schließlich dazu veranlasst, seine Beziehung mit Burtka öffentlich zu machen und sich klipp und klar als schwul zu outen.
Die beiden sind seit 2004 ein Paar und haben mittlerweile zwei Kinder, die von einer Leihmutter ausgetragen wurden. 2011 verkündeten sie darüber hinaus ihre Verlobung. Diese hatte zwar bereits 2006 stattgefunden, doch Harris und Burtka wollten dies erst bekanntgeben, wenn die gleichgeschlechtliche Ehe legal anerkannt wird.
Mittlerweile hat Burtka die Schauspielerei zudem weitgehend aufgegeben und widmet sich vor allem seiner Karriere als Koch und Chef eines eigenen Catering-Unternehmens.