Grohl spilte i flere relativt ukjente band som Freak Baby, som senere ble til Mission Impossible, som igjen ble til Fast. Etter at Fast ble oppløst ble Dave medlem i Dain Bramage, og da han var 16 år ble han medlem i bandet Scream. Scream begynte fort å turnere både i USA og Europa, men de ble aldri veldig store. På en konsert med Scream i Europa i 1990 varKurt Cobain ogKrist Novoselic fra Nirvana blant publikum. Kurt var ikke helt fornøyd med Chad Channing som spilte trommer i Nirvana, men ble veldig begeistret over spillingen til Dave, så etter konserten fikk de snakket med Dave Grohl, og de spurte om han ville bli med i Nirvana. Dave ble med ettersom Nirvana var et litt større band selv om de enda ikke hadde hatt det store gjennombruddet. Han spilte trommer igrungebandetNirvana fra1990 til bandet ble oppløst etter Kurt Cobains død i1994.
Etter Nirvanas oppløsning startet han gruppen Foo Fighters, som egentlig ikke var ment å bli et kjempestort rockeband. På den første platen spiller til og med Dave alle instrumentene selv. Foo Fighters er i dag et av verdens største band, som gikk videre med den samme punk-influerte rockmusikken. I 2000 var de oppvarmingsband forRed Hot Chili Peppers på flere konserter.
I2003 startet Grohl på siden et eksperimenteltheavy metal-prosjekt han kalteProbot og ga ut plate med dette prosjektet i februar2004. På denne platen har han laget alle melodiene og skrevet tekstene selv, og han spiller også flere av instrumentene. Han har på hver melodi fått med seg en kjent metal-vokalist, blant annetLemmy fraMotorhead.
I 1994 giftet Grohl seg med Leigh Youngblood.[3] De ble separert i 1996 og skilt i 1997.
Grohl giftet seg med Jordyn Blum i2003, og de ble påskeaften 15. april2006 foreldre for første gang da de fikk ei jente som heter Violet. Hun er oppkalt etter Grohls bestemor. 17. april 2009 fikk han datteren Harper Willow. Hans tredje barn er datteren Ophelia Saint som han fikk 1. august 2014.