Daniel Duval débute dans le cinéma à l’âge de 25 ans, en réalisant son premier court-métrage, Le Mariage De Clovis. Il signe ensuite son premier long-métrage en 1974, Le Voyage D’Amélie qui obtient par la suite deux prix internationaux. Il réalise en 1977 L’ombre des châteaux avec Philippe Léotard.

Daniel Duval devient le premier cinéaste français à entrer à l’Académie de France à Rome et à obtenir le Prix de Rome. Il a une prédestination pour le polar, son genre préféré, et les rôles sombres. Il aime dépeindre des marginaux, des exclus frappés de plein fouet par la misère. Son quatrième film, La Dérobade (1979), aborde le thème de la prostitution et de la violence sexuelle, et attire 2,8 millions de spectateurs en France. Il s’intéresse à un psychopathe submergé par la violence et un besoin d’amour dans Effraction, à des individus paumés sur fond d’amour et d’amitié dans L’amour trop fort. Daniel Duval passe ensuite de l’autre côté de la caméra, et joue ainsi dans de nombreux films allant de Que La Fête Commence ! à 36, Quai Des Orfèvres en passant par Stan The Flasher de Serge Gainsbourg. Il se remet à la réalisation avec le film Le Temps Des Porte-plumes, dont il a également écrit le scénario.

En 2007, Daniel Duval joue dans 3 Amis de Michel Boujenah, dans Gomez Vs Tavarès et on le retrouve dans Le Deuxième Souffle d’Alain Corneau. Après un passage dans la série Mafiosa, Le Clan, et autres grosses productions, Daniel Duval se tourne vers des films plus discrets tels que Le Fils De L’épicier, pour ensuite passer sous la caméra d’Amos Gitai en 2008 avec Plus Tard, Tu Comprendras.
En 2009, Après avoir joué dans Banlieue 13 Ultimatum de Frédéric Berthe, Daniel Duval joue dans RTT aux cotés de Mélanie Doutey Et Kad Merad.