Domhnall Gleeson nació el 12 de mayo de 1983 en la ciudad de Dublin (Irlanda), el mayor de los cuatro hijos del actor
Brendan Gleeson y su esposa María.
Domhnall estudió en el Instituto de Tecnología de Dublín, pero decidió seguir los pasos de su padre, participando en numerosas obras de teatro que lo llevaron, en 2006, a trabajar en Broadway, con "El teniente de Inishmore", donde interreptaba a Davey, un papel por el que fue nominado a un premio Tony como Mejor Actor. También fue protagonista de en las obras "American Buffalo" y "Grandes esperanzas".
Después de filmar junto a su padre, el cortometraje "Six Shooter" (2004) de Martin McDonagh, se produjo su debut cinematográfico en la película "Boy Eats Girl" (2005), a la que siguieron "A Dog Year" (2009), con
Jeff Bridges y "Perrier's Bounty" (2009), con
Gabriel Byrne y
Cillian Murphy.
Los últimos años lo vieron muy activo con actuaciones de importancia en largometrajes como "
Dredd", "
Anna Karenina", "Una cuestión de tiempo (About time)", "
Frank" o "
Calvary", entre otras.
También ha trabajado en otros cuatro títulos que se encuentran en distintas etapas de filmación y producción. El primero de ellos es el drama biográfico "Unbroken", sobre la vida del corredor olímpico
Louis Zamperini, dirigido por
Angelina Jolie; "Ex Machina" es un thriller de ciencia ficción en el que tiene el rol protagónico de
Caleb y en el que está secundado por
Oscar Isaac; "Brooklyn", por su parte es un drama romántico acerca de inmigrantes irlandeses, ambientado en la década del '50 que Domhnall protagoniza junto a
Saoirse Ronan; y, finalmente el actor es uno de los protagonistas principales de la nueva entrega de la famosa saga Star Wars: "Star Wars: Episode VII", cuyo estreno está previsto para 2015.