Il est principalement connu pour sa participation au groupe Eurythmics en compagnie d'Annie Lennox ainsi que pour ses projets annexes (Dave Stewart and the Spiritual Cowboys, Dave Stewart, Vegas, etc.).

Contrairement à Annie Lennox, Dave Stewart ne s'est pas immédiatement tourné vers la musique. Il est tout d'abord un grand amateur de sport (natation, football). Il songe très tôt à faire une carrière sportive. Malheureusement pour lui, un sérieux accident à l'âge de 13 ans lors d'un match met fin à ses espérances. Ce n'est que pendant sa convalescence, où l'on lui offre une guitare, que tout commence. Il passe plusieurs mois à apprendre à jouer pour tuer le temps alors qu'il est en rééducation. C'est à l'occasion d'un concert des Amazing Blondel qu'il franchit le pas et rejoint le groupe en tant que guitariste.

Au milieu des années 1970, il fonde son propre groupe, The Longdancer et part en tournée (avec Peet Coombes) à travers toute l'Europe. Un grave accident de voiture en Allemagne le contraint à interrompre sa carrière. Il est gravement blessé au poumon et reste hospitalisé pendant de longues semaines. De plus, quelques abus de LSD laissent à penser qu'il arrêtera sa carrière plus vite que prévu. Mais il arrête la drogue et se remet assez bien de son accident.

andis qu'Annie Lennox se lance dans une carrière solo, Stewart fonde un nouveau groupe, Dave Stewart and the Spiritual Cowboys. Un album du même nom est publié en 1990, comprenant In this Little Town. En 1992, il crée le projet Vegas et sort un album du même nom avec Terry Hall au chant - on y retrouve Olle Romo et Manu Guiot. En 1994, sous le seul nom de Dave Stewart, sort Greetings from the Gutter, album sur lequel interviennent plusieurs artistes invités comme Mick Jagger, Lou Reed et Siobhan Fahey. En parallèle il poursuit son travail de producteur et de réalisateur.

En novembre 1997, Stewart sort un CD 2 titres intitulé Getting Naked avec Rhona Mitra, incarnation de Lara Croft, héroïne de la série de jeux vidéo Tomb Raider. Il sort ensuite Come Alive, album intégrant le contenu de Getting Naked et prépare un autre album. Stewart apparait également aux Brit Awards 2005 où il accompagne Shola Ama à la guitare et présente ses « artefacts futuristes » (selon ses mots) qui seront mis en scène dans les différents clips vidéo illustrant son nouvel album.

En 1999, après plusieurs années faites de rumeurs véhiculées par la presse spécialisée, Eurythmics se reforme. Sort alors l'album Peace, accompagné d'une tournée mondiale.