Карвер Дэна Эндрюс родился в местечке Коллинз, штат Миссисипи, третьим из девяти детей Форреста Эндрюса и его жены Эннис. Вскоре семья перебралась в Техас, где родились его младшие братья и сёстры — всего в семье в конечном итоге родилось 13 детей, 12-м был младший брат Дэны Стив, тоже ставший впоследствии актёром.
Дэна посещал колледж в Хьюстоне, а также работал некоторое время бухгалтером. В 1931 году он поехал в Лос-Анджелес, чтобы попытаться начать певческую карьеру. Чтобы заработать себе на жизнь, он сменил несколько профессий. Один из работодателей Дэны поверил в его способности и оплатил его обучение оперному искусству и актёрскому мастерству.
В 1944 году Дэна снялся в картине «Лора» в роли детектива, расследующего убийство, а в 1946 году — в фильме «Лучшие годы нашей жизни» в роли солдата, вернувшегося с войны. Эти две его работы остаются самыми известными и значительными. В 1948 году исполнил роль советского перебежчика Игоря Гузенко в фильме Уильяма Уэллмана «Железный занавес». Примечательной была и игра Дэны в фильме «Там, где кончается тротуар» (1950).
К тому времени пристрастие актёра к алкоголю уже оказывало пагубное влияние на его карьеру. Он начал сниматься в ролях второго плана фильмов категории B, хотя не прекращал работу в кино вплоть до середины 1980-х годов. В 1963 году Дэна был избран президентом Гильдии киноактёров США.
Дэна Эндрюс женился на Джанет Мюррэй в канун 1932 года. Она умерла в 1935 году, вскоре после рождения их сына Дэвида (музыканта и композитора, скончавшегося в 1964 году). 17 ноября 1939 года Дэна женился на актрисе Мэри Тодд. У них родилось трое детей: Кэтрин (1942), Стивен (1944) и Сьюзан (1948). В течение 20 лет семья жила в Толука Лейк. Когда дети выросли, Дэна и Мэри переехали в Студио Сити в дом, купленный у их друга режиссёра Жака Турнёра.