O'Bannon był amerykańskim scenarzystą filmowym, reżyserem i kierownikiem ds. efektów wizualnych, zazwyczaj w gatunkach science fiction i horroru.
O'Bannon napisał scenariusz do filmu Obcy, zaadaptowany z historii, którą napisał z Ronaldem Shusettem. Napisał także i wyreżyserował kultową komedię grozy Powrót żywych trupów. Współtworzył animację komputerową do Gwiezdnych wojen i pracował nad kultowymi klasykami, takimi jak Dark Star, Heavy Metal i Total Recall.
W dzieciństwie był entuzjastą science fiction i horrorów. Uczęszczał do szkoły artystycznej na Uniwersytecie Waszyngtońskim w St. Louis, gdzie występował w komediach stand-up, robił charakteryzację do przedstawień teatralnych na kampusie i tworzył ilustracje do gazety studenckiej Student Life. Mieszkał tam z przyszłym producentem filmowym Michaelem Shambergiem. Po ukończeniu Washington University O'Bannon przeniósł się na krótko do domu i uczęszczał do Florissant Valley Junior College, gdzie napisał i wyreżyserował krótką satyrę science fiction zatytułowaną "The Attack of the 50-foot Chicken". O'Bannon uczęszczał również do MacMurray College w Jacksonville w stanie Illinois. W tym okresie studiował psychologię, ale później zainteresował się reżyserią filmową. Według O'Bannona, czytając Playboya, znalazł artykuł omawiający najlepsze szkoły filmowe, co doprowadziło go do University of Southern California (USC). W 1970 roku uzyskał tytuł licencjata w dziedzinie filmu na USC. Podczas studiów na USC mieszkał w pobliżu kampusu w Los Angeles w starym dwupiętrowym domu pieszczotliwie nazywanym "Menlo Manor", który dzielił z innymi studentami USC (Don Jakoby, który współpracował z Danem przy kilku scenariuszach, w tym Blue Thunder; i Jeffrey J. Lee). Jako student, O'Bannon spędził wiele późnych nocy w starym Hollywood, montując swoje i inne studenckie filmy.
To właśnie na USC poznał Johna Carpentera i współpracował z nim nad studenckim filmem, który ostatecznie przekształcił się w pełnometrażowy film science fiction Dark Star. Część filmu została nakręcona w Menlo Manor. Wydany w 1974 roku, miał ostateczny budżet w wysokości zaledwie 60 000 USD (równowartość 370 000 USD w 2023 roku). O'Bannon pełnił szereg funkcji, w tym scenarzysty, aktora w jednej z głównych ról ("Sierżant Pinback") i montażysty, do którego używał Movioli z lat 1940. W 1975 roku Dark Star zdobył nagrodę Golden Scroll (pierwotna nazwa Saturn Awards) za najlepsze efekty specjalne.
Został zatrudniony do nadzorowania efektów specjalnych w produkcji Alejandro Jodorowsky'ego Diuna Franka Herberta. Projekt ten upadł w 1976 roku i film nigdy nie został nakręcony, podobno dlatego, że główne hollywoodzkie studia obawiały się finansowania obrazu z Jodorowsky'm jako reżyserem. Rola O'Bannona jest wyraźnie zaznaczona w filmie dokumentalnym Jodorowsky's Dune z 2013 roku. Podczas preprodukcji filmu napisał i naszkicował komiksową historię The Long Tomorrow, zilustrowaną przez Moebiusa. Komiks ten miał znaczący wpływ na gatunek science fiction. Upadek filmu Diuna sprawił, że O'Bannon został bez dachu nad głową i był zależny od przyjaciół. Według The Guardian, "George Lucas był pod wystarczającym wrażeniem jego ręcznie animowanej, sztucznej grafiki komputerowej, aby zatrudnić go do podobnej pracy nad Gwiezdnymi Wojnami, ale poza tym był to dla niego niezwykle chudy okres". Ostatecznie porzucił pracę nad filmami technicznymi na rzecz pisania scenariuszy. Mieszkając ze swoim przyjacielem Ronaldem Shusettem, wymyślili historię do robiącego karierę filmu Obcy (1979), do którego napisał scenariusz i nadzorował wizualizacje.
W 1981 roku O'Bannon pomógł stworzyć animowany film Heavy Metal, pisząc dwa z jego segmentów ("Miękkie lądowanie" i "B-17"). O'Bannon wyraził swoje niezadowolenie z kolejnej wysokobudżetowej produkcji, Blue Thunder (1983) Johna Badhama, filmu akcji o zespole obserwacyjnym helikopterów w Los Angeles. Pierwotnie napisany wspólnie z Donem Jakoby, Blue Thunder również przeszedł gruntowną przeróbkę, tracąc część treści politycznych. On i Jakoby napisali także scenariusz Lifeforce (1985), filmu opartego na powieści Colina Wilsona The Space Vampires i wyreżyserowanego przez Tobe'a Hoopera, który przechodzi od wizyty kosmitów do wampiryzmu i apokaliptycznego zakończenia. Film nie został wówczas dobrze przyjęty i uznano go za kasową klapę. O'Bannon ponownie współpracował z Jakoby'm i Hooperem przy remake'u Invaders from Mars z 1986 roku. Puryści uznali go za gorszy od oryginału z lat 50. i również osiągnął słabe wyniki kasowe. O'Bannon pracował również jako konsultant przy filmie C.H.U.D., pomagając stworzyć koncepcję wyglądu tytułowych stworów.
W 1985 roku O'Bannon zasiadł na fotelu reżysera filmu Powrót żywych trupów, kontynuacji Nocy żywych trupów George'a Romero. Podobnie jak Obcy, film odniósł sukces, doczekał się licznych kontynuacji i stał się kultowym klasykiem. W 1990 roku O'Bannon i Shusett ponownie połączyli siły jako scenarzyści przy Total Recall, adaptacji opowiadania We Can Remember It for You Wholesale autorstwa Philipa K. Dicka. Był to projekt, nad którym obaj pracowali od czasu współpracy przy Obcym. Z obsadą w postaci Sharon Stone i Arnolda Schwarzeneggera, Total Recall zarobił ponad 100 milionów dolarów.
Wcześniejszy scenariusz duetu zatytułowany Hemoglobina został również wyprodukowany jako niskobudżetowy film Bleeders (1997).
Drugi reżyserski film O'Bannona, The Resurrected (1991), był niskobudżetowym horrorem wydanym bezpośrednio na wideo. Oparty na pismach H. P. Lovecrafta, skupiał się na starożytnych rytuałach rodziny, które budzą zmarłych. W 1995 roku O'Bannon został współautorem scenariusza do filmu science-fiction Screamers opartego na opowiadaniu Philipa K. Dicka "Druga odmiana", którego pierwotną wersję napisał wraz z Michaelem Campusem na początku lat 80-tych.
W 2001 roku O'Bannon był filmowcem-rezydentem w Chapman University's Dodge College of Film and Media Arts.
O'Bannon i Shusett zostali uznani za scenarzystów filmu science fiction z 2004 roku Alien vs. Predator, prequela do Alien.