Dano começou sua carreira naBroadway antes de fazer sua estreia no cinema emThe Newcomers (2000). Ele ganhou oPrêmio Espírito Independente para Melhor Desempenho de Estreia por seu papel emL.I.E. e recebeu elogios por seu papel como Dwayne Hoover emLittle Miss Sunshine. Por seus papéis duplos como Paul e Eli Sunday emThere Will Be Blood (2007), foi nomeado aoBAFTA de Melhor Ator Coadjuvante. Dano também recebeu elogios por papéis como John Tibeats em12 Anos de Escravidão (2013) e Alex Jones emPrisioneiros (2013). Sua atuação como o músicoBrian Wilson emLove & Mercy (2014), deu-lhe uma indicação aoGlobo de Ouro na categoria deMelhor Ator Coadjuvante.
Dano nasceu em Nova Iorque, filho de Gladys Dano (nascida Pipp) e Paul A. Dano, um consultor financeiro. Dano tem uma irmã mais nova, Sarah.
Ele passou os primeiros anos de sua infância em Nova York e, inicialmente, frequentou a Escola Browning, enquanto seu pai, um advogado aposentado, trabalhava como um homem de negócios em Nova York.
Enquanto ele ainda era uma criança, a família Dano mudou-se para New Canaan, Connecticut, finalmente se estabelecer em Wilton, Connecticut. Dano continuou a sua formação, em Wilton High School, graduando-se em 2002 para prosseguir e participar do Eugene Lang College em Nova York, NY. Ele envolveu-se nas comunidades de teatro e durante a realização, em Nova Canaã seus pais foram incentivados a levá-lo para Nova York.