Il débute son activité d'auteur-compositeur en 1964 en jouant avec différents groupes des titres qui n'arrivent pas à percer, malgré la publication de quelques singles. Devenu David Bowie pour éviter la confusion avec le chanteur des Monkees Davy Jones, il enregistre son premier album, simplement intitulé David Bowie, chez Decca, en 1967. Son écoute est déroutante, puisqu'il semble s'agir d'un disque de musique pour enfants influencé par Anthony Newley. Decca ne le réédite que ponctuellement, aux moments cruciaux de sa carrière.

C'est en 1969 qu'il se révèle au grand public avec le titre Space Oddity qui fait écho aux émotions suscitées par les premiers pas de l'homme sur la Lune. La chanson est utilisée comme générique pour les émissions de la BBC consacrées à la mission Apollo. Ce morceau, dont les paroles peuvent se lire à deux niveaux, celui d'un astronaute qui largue les amarres ou celui d'un junkie, trahit ses premières influences, notamment celle des Pink Floyd de Syd Barrett. Cependant, le disque enregistré dans la foulée déçoit : Bowie peine à imposer une quelconque personnalité musicale, entre ballades légères et vague influence dylanienne. L'album, initialement intitulé Man Of Word/Man Of Music, est un flop et ne réemerge dans les charts anglais que quelques années plus tard, en pleine Ziggymania, avec une nouvelle pochette et un nouveau titre.

L'année 1970 voit naitre l'amorce d'une collaboration avec Tony Visconti déjà producteur et bassiste du single Space Oddity, ainsi que Mick Ronson, guitariste, avec lesquels il sort l'album The Man Who Sold the World (1971). Il produit son premier coup d'éclat dans les médias en posant habillé en femme sur la pochette, tout en proposant un rock finalement très incisif sur les morceaux All The Madmen et The Width of a Circle, ainsi que les hits After All et The Man Who Sold The World. Cet album annonce le futur son de Ziggy Stardust.

Pour Hunky Dory, toujours en 1971, Ken Scott, ancien ingénieur du son des Beatles, prend la place de Tony Visconti à la production. L'album est plus posé, piano et arrangements de cordes l'emportent (Changes, Life on Mars?), malgré un Queen Bitch très velvetien. Hunky Dory se clôt par un The Bewlay Brothers crépusculaire où Bowie évoque son frère schizophrène.

Contribuant largement à l'invention du glam rock et à ses outrances vestimentaires, Bowie se teint les cheveux en rouge, joue de son ambiguïté sexuelle et devient un phénomène médiatique avant même d'être un gros vendeur de disques, ce qui lui vaudra longtemps l'étiquette de n'être qu'un coup commercial. 1972 voit l'explosion de David Bowie en Grande-Bretagne, il « devient » alors Ziggy Stardust et joue avec les Spiders From Mars : Mick Ronson à la guitare, Trevor Bolder à la basse et Mick Woodmansey à la batterie. L'album The Rise and Fall of Ziggy Stardust and the Spiders from Mars est un énorme succès et Bowie enchaîne les tournées, rassemblant des milliers de fans admirateurs du personnage et de l'atmosphère dégagée par Ziggy. Cet alter ego de Bowie, mélange d'Iggy Pop, de Marc Bolan et, d'une manière plus décalée, de Vince Taylor ou du Legendary Stardust Cowboy, arrive au bon moment alors que reflue la vague musicale des années 1960. Les Beatles et le Swinging London ne sont plus qu'un souvenir, des groupes comme Led Zeppelin ou Free s'adressent à un public adulte : le public adolescent va donc se ruer sur T-Rex (qui a préparé le terrain avec The Electric Warrior), Bowie et plus tard Roxy Music ou Mott The Hoople. Bowie a aussi bien compris qu'il est désormais inutile d'attendre que la musique change le monde. Comme l'a chanté John Lennon dès 1970, the dream is over (« le rêve est fini »). Il se place donc exclusivement sur le terrain du fantasme, de l'outrance, incarnant la décadence des mÅ“urs dénoncée par les médias anglais les plus conservateurs.

Après une tournée sur le continent américain, montée grâce à l'avance extorquée à RCA Records par son manager, le redoutable Tony Defries, Bowie publie en 1973 ce qui est considéré comme l'un de ses meilleurs disques, Aladdin Sane. Marqué par le son du piano de Mike Garson qui l'accompagne sur plusieurs albums ultérieurs, cet album exploite de façon plus brute le même filon que son prédécesseur.

Sous l'impulsion de son manager, il finit par se débarrasser symboliquement de Ziggy sur scène en juin 1973 à l'Hammersmith Odeon. La presse est prévenue la veille et le concert est enregistré par RCA à des fins commerciales. Sur les bandes, il prononce la phrase devenue célèbre : « Non seulement ce concert est le dernier de la tournée, mais c'est aussi le dernier que nous ferons jamais ». Il redevient David Bowie, sort l'album de reprises de titres des années 1960 Pin Ups (1973), produit des artistes tels que Lou Reed ou Mott The Hoople et tente de mixer le Raw Power d'Iggy and the Stooges, dont l'enregistrement tourne à la catastrophe technique. Pin Ups marque aussi la fin des Spiders From Mars et un vide artistique, ou tout au moins une baisse dans la qualité et le visuel des albums.

Après la sortie de Reality, Bowie se lance dans sa première grande tournée mondiale depuis 1997, baptisée A Reality Tour. Plusieurs concerts ont été reportés en décembre 2003 pour raisons de santé mais la tournée se prolonge jusqu’à la mi-2004. Le chanteur et son groupe entament alors une tournée des festivals d'été en Europe, mais les quinze dernières dates sont annulées lorsque Bowie subit en urgence une angioplastie. Il n'y a eu ni nouveau disque ni concert de David Bowie depuis cette date. Il enregistre néanmoins quelques duos, notamment sur les disques de jeunes groupes (avec TV on the Radio ou le groupe danois Kashmir), et fait quelques apparitions sur scène, avec le groupe canadien Arcade Fire, pour des concerts à but caritatif, ou en hommage à Syd Barrett aux côtés de David Gilmour.

A la fin de l'année 2005, Bowie affirme préparer un nouvel album, qu'il promet « étrange ». Celui-ci ne devrait pas sortir avant la fin 2007.

Albums studio:
* David Bowie (1967)
* Space Oddity/Man of Words (1969)
* The Man Who Sold the World (1970)
* Hunky Dory (1971)
* The Rise and Fall of Ziggy Stardust and the Spiders from Mars (1972)
* Aladdin Sane (1973)
* Pin Ups (1973)
* Diamond Dogs (1974)
* Young Americans (1975)
* Station to Station (1976)
* Low (1977)
* "Heroes" (1977)
* Lodger (1979)
* Scary Monsters (1980)
* Let's Dance (1983)
* Tonight (1984)
* Labyrinth Soundtrack Movie (1986)
* Never Let Me Down (1987)
* Tin Machine (1989)
* Tin Machine II (1991)
* Black Tie White Noise (1993)
* The Buddha Of Suburbia (1993)
* 1. Outside (1995)
* Earthling (1997)
* Hours... (1999)
* Heathen (2002)
* Reality (2003)