Es hijo de Amram Duchovny, un escritor y publicista ya fallecido que trabajó para el Comité Judío Americano y Margaret Miller (Meg), maestra jubilada e inmigrante Luterana de Escocia. David tiene sangre irlandesa por parte de su madre, americana por su padre y rusa por parte de sus abuelos. Tiene dos hermanos, Daniel y Laurie Duchovny que no se dedican al mundo de la interpretación. Siempre ha habido duda en cuanto a la correcta pronunciación de su apellido. La verdad es que su padre, añadió la "h" para ayudar a la gente a pronunciarlo correctamente.