Trés jeune, Josh Davis se passionne pour le hip-hop. Au début des années 90, il fait ses premières armes sur des enregistreurs à cassettes et l'une d'elles tombe dans les mains du patron de la radio KMEL de la baie de San Francisco. Rapidement, son style attire le label Hollywood Records. Il y réalise quelques remixes et sort le maxi Lesson 4. Ce dernier retiendra l'attention du patron du tout jeune label londonien Mo'Wax : James Lavelle. A la même période, avec ses amis de la région de San Francisco (Lateef The Truth Speaker et Lyrics Born de Latyrx, et le groupe Blackalicious), il fondera le label Solesides pour produire une musique fondée sur des rythmiques hip-hop et structurée de samples, de mixes, de scratches. Mais ce sont ses premiers maxis pour Mo'Wax, sortis en 1994, « In/Flux » et « Lost and Found », où son travail de fusion des genres sous la bannière d'un tempo lent et profond arrive à associer funk, rock, rap, jazz, soul, pièces diverses issues d'une collection personnelle de disques vinyles impressionnante, qui le sortiront du milieu underground et lui permettront de se faire un nom surtout en Europe. Grâce à Mo'Wax (associé à A&M, alors filiale de Polygram), DJ Shadow bénéficie d'une distribution à la hauteur de son talent en Europe, aux Etats-Unis mais également au Japon.

C'est dans cet état d'esprit que sort fin 1996 son premier album, intitulé Endtroducing.... Il reçoit un accueil particulièrement enthousiaste de la critique et du public. Tout le disque est composé à partir d'échantillonnages, ce qui est une première, et lui vaut une place dans le Livre Guinness des records. Cet album devient la pièce maîtresse de l'abstract hip-hop, plus communément appelé trip hop.

Suit Preemptive Strike, une compilation de premiers singles en 1998. Plus tard cette même année, le premier album du collectif U.N.K.L.E. (Psyence Fiction) est co-produit par DJ Shadow et James Lavelle, patron du label Mo'Wax. On y trouvera des collaborations artistiques de Thom Yorke (Radiohead), Richard Ashcroft (The Verve) et Mike D (Beastie Boys), entre autres.

En 1999, alors que Solesides devient Quannum Projects, DJ Shadow commence la composition de son deuxième album, The Private Press, qui sort en juin 2002.

En 2004 sort un CD/DVD Live In Tune and on Time, enregistré à Londres. Le concept pour DJ Shadow était de créer un show jouant sur les sonorités et les tempos de ses propres morceaux, mêlant versions principales, démos, remixes, inédits et titres d'amis.

Après un long hiatus, DJ Shadow sort en septembre 2006 The Outsider, sur Universal Records, un disque mettant en avant nombre de talents hip-hop de la baie de San Francisco, notamment les rappeurs E-40 et Keak da Sneak. L'album, qui fait la part belle au mouvement local hyphy, déroute certains fans de DJ Shadow, qui n'y retrouvent pas les sons trip hop et abstract hip-hop qui l'ont fait connaître, mais est salué par nombre de critiques et la communauté hip-hop locale, qui y voit là un effort pour faire reconnaître au niveau national et mondial le son de la Baie.

En dehors de ses travaux en solo, on note de nombreuses participations dans des projets parallèles, avec notamment Cut Chemist (Brainfreeze et Product Placement), DJ Krush (Duality, Meiso), Massive Attack (Karmacoma), DJ Q-Bert (Camel Bobsled Race), etc.

Certains de ses clips ont été réalisés par de grands noms du cinéma, tels Six Days (Wong Kar-Wai) ou Mashing on the motorway (Ben Strokes). Les visuels de ses albums sont réalisés par de grands artises, graphistes ou photographes : B+, William Bankhead et Ben Drury pour Endtroducing , Futura 2000 pour Psyence Fiction, Keith Tamashito de Soap Design pour The Private Press, et Paul Insect pour The Outsider. DJ Shadow a également travaillé avec le graffeur Obey Giant sur le projet Public Works.

DJ Shadow vit aujourd'hui à Mill Valley, au nord de San Francisco.