Daniel Barnz è nato e cresciuto nei dintorni di Philadelphia. Dopo essersi laureato alla Yale University ed essere stato per molte stagioni al Williamstown Theatre Festival, Barnz si è trasferito a Los Angeles per dirigere la compagnia teatrale di Tim Robbins, The Actors Gang. Di lì a poco Barnz è stato ammesso a un master alla facoltà di Cinema e Televisione della University of Southern California.
Dopo la laurea, Barnz ha cominciato a scrivere sceneggiature (alcune da solo, altre con Ned Zeman), tra cui Sugarland per Jodie Foster, Under and Alone, Sam and George per Mel Gibson e Rogue per Leonardo DiCaprio. Barnz ha anche scritto e diretto il premiato cortometraggio The Cutting Room.
Nel 2007 Filmmaker Magazine ha incluso Barnz fra i 25 volti nuovi del cinema indipendente e nel 2008 è stato inserito nella "Top Ten dei registi da osservare". Barnz ha debuttato nella regia cinematografica con Phoebe in Wonderland i cui attori protagonisti sono Elle Fanning, Felicity Huffman, Patricia Clarkson, Campbell Scott e Bill Pullman, il film è stato presentato in concorso al Sundance Film Festival ed è poi uscito nelle sale nel 2009.