Родился в селе Малое Перещепино Полтавской губернии в еврейской семье, старший брат Виктора Эльконина (1910—1994). С 1914 года учился в полтавской гимназии, оставил её в 1920 году в связи с тяжёлым материальным положением семьи. Работал делопроизводителем военно-политических курсов, воспитателем в колонии малолетних правонарушителей. В 1924 году по командировке Наркомпроса УССР поступил на психолого-рефлексологический факультет Ленинградского института социального воспитания (впоследствии объединённого с Ленинградским педагогическим институтом им. А. И. Герцена). В 1927 году окончил педологическое отделение педагогического факультета ЛГПИ. Работал педологом-педагогом детской профамбулатории Октябрьской железной дороги. С 1929 года работал в ЛГПИ, где темой его работы (в сотрудничестве с Л. С. Выготским) были проблемы детской игры. Преподавал на кафедре педологии. После упразднения педологических структур с 1937 года работал учителем начальных классов в одной из ленинградских школ, преподавал в педагогическом институте, создавал школьные учебники по русскому языку для народностей Крайнего Севера. В 1940 году защитил кандидатскую диссертацию, посвящённую развитию речи школьников. В сентябре 1953 года Д. Б. Эльконин стал штатным сотрудником Института психологии АПН РСФСР (ныне Психологический институт РАО), где и проработал до конца жизни. В институте он заведовал несколькими лабораториями, в 1962 году защитил докторскую диссертацию, а в 1968 году был избран членом-корреспондентом АПН СССР. Многие годы он преподавал на факультете психологии МГУ, образованном в 1966 году. Сын — психолог Борис Эльконин (1950—2023). Умер в 1984 году. Похоронен на Востряковском кладбище. При жизни Д. Б. Эльконина букварь выпускался небольшими тиражами (первый раз в 1961 году, второй — в 1969 году) для использования в экспериментальных классах. В 1958 году Даниил Эльконин возглавил лабораторию младшего школьника в Институте психологии АПН РСФСР. В 1959 году сотрудники лаборатории, включая Василия Давыдова, начали формирующий эксперимент в первом классе московской школы №91. В 1990-х годах система Эльконина — Давыдова получила официальный статус и государственное признание. В 1996 году решением Министерства образования она была признана одной из трёх государственных систем начального образования (наряду с традиционной системой и системой развивающего обучения Л. В. Занкова). Он предложил эффективный метод обучения чтению с помощью звукового анализа слов и создал экспериментальные буквари.

Букварь: Учебник русского языка для мансийской начальной школы.

Прямыми последователями Даниила Борисовича Эльконина можно считать тех учёных, которые продолжили и развили его идеи в русле культурно-исторической психологии Л. С. Выготского и деятельностного подхода А. Н. Леонтьева. Василий Васильевич Давыдов — наиболее значимый прямой последователь и соавтор Даниила Борисовича Эльконина. Он был учеником Эльконина и П. Я. Гальперина. Совместно с Элькониным Давыдов разработал теорию учебной деятельности и содержательных обобщений, на основе которой была создана образовательная система Эльконина — Давыдова. Борис Даниилович Эльконин — сын Даниила Борисовича Эльконина, также являлся его прямым последователем. После ухода из жизни Василия Давыдова Борис Эльконин взял на себя миссию сохранения и развития теории развивающего обучения.