İspanya'nın Özerk Katalunya Bölgesi'nin başkenti Barcelona'da, 16 Haziran 1978 tarihinde İspanyol anne ve Alman televizyon yönetmeni Hanno Brühl'ün olarak doğdu. İlk gençlik dönemlerini Almanya'da Köln'de geçirdi ama her yaz Barcelona'da tatilini geçirdi. Oliver ve Miriam adlı kardeşleri vardır.
1990'ların ortalarında televizyon dizilerinde oynayarak oyunculuğa başladı. 2003 yapımı Good Bye Lenin filmiyle uluslararası sinema camiasında tanındı. Avrupa Film Ödülleri'nde En İyi Erkek Oyuncu ödülünü kazandı. 2004'te The Edukators (Die fetten Jahre sind vorbei) filminde Stipe Erceg ile başroldeydi. 2007 yapımı The Bourne Ultimatum filmiyle Hollywood'a da ağırlık verdiğini gösterdi. 2009'da Quentin Tarantino'nun Soysuzlar Çetesi (Inglourious Basterds) adlı kalabalık kadrolu filminde Alman keskin nişancı Fredrick Zoller'i canlandırdı. 2013 yapımı Ron Howard filmi Rush'ta ise Avusturyalı Formula 1 pilotu Niki Lauda'yı büyük bir başarıyla oynadı. 2015'te ise Emma Watson ile Colonia filminin başrolündeydi. 2018'de başlayan The Alienist dizisinde Laszlo Kreizler rolüyle başrolde oynadı.
İspanyolca, Almanca, İngilizce ve Fransızca'yı akıcı bir şekilde konuşan Daniel Brühl, 2010'dan beri psikolog Felicitas Rombold ile birliktedir ve 2016'da Anton adlı bir oğlu dünyaya gelmiştir.