Antiguo oficial de policía de Nueva York, David Zayas inició su carrera como actor cuando formó parte, junto a Philip Seymour Hoffman, de la Labyrinth Theater Company.

Desde entonces, Zayas ha protagonizado más de 30 piezas teatrales, entre ellas JESUS HOPPED THE 'A' TRAIN; IN ARABIA WE'D ALL BE KINGS; y OUR LADY OF 121ST ST. Mientras atendía representaciones teatrales en Nueva York, comenzó a hacerse con papeles en series televisivas de éxito como Sombras de Nueva York (New York Undercover, 1996); Ley y orden (Law & Order, 1995-2008); y Policías de Nueva York (NYPD Blue, 2000), todo lo cual combinaba con su trabajo para el Departamento de policía de Nueva York.

El éxito de Zayas le valió un papel protagonista en el drama criminal de la UPN The Beat (2000). Muy poco después, Tom Fontana (guionista de The Beat) creó especialmente para Zayas el personaje de Enrique Morales, el líder fiero de los encarcelados latinos en Oz (2000-2003), de la HBO.

Entre los filmes en que el actor ha participado, cabe citar Al límite (Bringing Out The Dead, 1999); La otra cara del crimen (The Yards, 2000); Undefeated (2003); Amar la vida (Wit, 2001); Angel (2005); y La intérprete (The Interpreter, 2005). Recientemente, también protagonizó el film Michael Clayton (Michael Clayton, 2007), junto a George Clooney; y La familia Savages (The Savages, 2007), junto a Philip Seymour Hoffman.

A Zayas también se le vio en 16 calles (Sixteen Blocks, 2006), junto a Bruce Willis, y en la miniserie de la ABC, 11S: el inicio (The Path To 9/11, 2006), así como en Broadway, en la pieza ganadora del Pulitzer, ANNA IN THE TROPICS. Protagonizó el largo Flying By (2009), junto a Heather Locklear.

Entre los últimos largos de Zayas, están Los mercenarios, donde es protagonista junto a verdaderos número uno de Hollywood como Sylvester Stallone, Arnold Schwarzenegger, y Mickey Rourke; y 13 (2010), donde es protagonista junto a Jason Statham, Mickey Rourke, y 50 Cent. Por su papel en Dexter (2006-2010), Zayas fue recientemente nominado para los premios Imagen.