Dev Patel nasce a Londra da genitori induisti di origine indiana emigrati dal Kenya. La madre Anita è un’assistente familiare e il padre Raj lavora come consulente informatico. Patel cresce nel quartiere londinese di Harrow. Dai 7 ai 12 anni frequenta la Longfields Middle School dove prende parte alle rappresentazioni teatrali della scuola. Il primo personaggio che interpretò fu Sir Andrew Aguecheek de La dodicesima notte di William Shakespeare, ruolo per il quale riceve un premio come migliore attore. A 13 anni si iscrive alla Whitmore High School, il liceo di Harrow. Patel è ricordato dalla sua insegnante di recitazione, Niamh Wright, come uno studente dotato di grande immaginazione, creatività e talento. Durante il suo esame GCSE, all’età di 16 anni, Patel scrive e recita il soliloquio di un bambino coinvolto nella Strage di Beslan. L’esaminatore chiamato a giudicare la sua interpretazione si commosse fino alle lacrime e gli diede il massimo dei voti.
Nel 2006 Patel partecipa alle audizioni pubbliche per entrare nel cast di un nuovo teen drama della E4 chiamato Skins. La madre aveva notato l’annuncio sul giornale e incoraggiò il figlio a presentarsi ai casting nonostante il giorno seguente avesse un esame di scienze. Dopo una seconda audizione, Patel ottiene la parte di Anwar. La serie diventò un fenomeno televisivo, fu candidata ai Premi BAFTA 2008 e vinse la Rosa d’oro. Patel si è diplomato nel 2008.
Patel pratica taekwondo dall’età di 10 anni. Ha preso parte a numerose competizioni sportive, nazionali e internazionali, fra le quali il campionato mondiale che si svolse a Dublino nel 2004. Nonostante fosse cintura rossa vinse la medaglia di bronzo. Nel 2006 è stato promosso cintura nera.
Dev Patel si è fatto conoscere per aver interpretato il ruolo di Anwar Kharral nelle prime due stagioni della serie televisiva britannica Skins. Nel 2008 ha interpretato come protagonista il ruolo di Jamal Malik nel film The Millionaire di Danny Boyle. Il lungo processo di audizioni si concluse nell’agosto 2007. Inizialmente il ruolo era stato affidato a Ruslaan Mumtaz ma il produttore pensò che fosse “troppo bello”. Il film ha ottenuto un grandissimo successo: nel 2009 conquistò otto Premi Oscar, fra i quali l’Oscar al miglior film, sette Premi BAFTA e quattro Golden Globe. Patel fu insignito di numerosi premi cinematografici come attore esordiente ma non fu candidato all’Oscar.
Nel 2010 ha interpretato il personaggio di Zuko nel film L’ultimo dominatore dell’aria, adattamento cinematografico della serie animata Avatar – La leggenda di Aang (ottenendo tuttavia la nomination per Peggior attore non protagonista ai Razzie Awards 2010), e ha doppiato il suo personaggio nel videogioco tratto dal film.
Nel 2016 è protagonista del film drammatico Lion – La strada verso casa, tratto dal libro autobiografico di Saroo Brierley, A Long Way Home, dove recita accanto a Nicole Kidman e Rooney Mara. La pellicola, presentata in anteprima al Toronto International Film Festival e successivamente alla Festa del Cinema di Roma 2016, narra la storia di un bambino di 5 anni che smarritosi per le strade di Calcutta viene adottato da una coppia australiana, molti anni dopo il ragazzo decide di ritrovare la sua famiglia utilizzando Google Earth. Per questo ruolo, Patel riceve la sua prima candidatura ai Premi Oscar 2017 e si aggiudica il Premio Bafta come miglior attore non protagonista.
