Його дід Мойше Духовний (1901—1960), емігрант з Бердичева у 1918 році був письменником і журналістом газети «Морґн-журнал» (מאָרגן-זשורנאַל) у Нью-Йорку. Бабуся Юлія — емігрантка з території сучасної Польщі.

  Батько — Амрам Дуковни (Ducovny) письменник і публіцист змінив своє прізвище: викинув літеру «h», щоб уникнути неправильної вимови, з якою він зіткнувся під час служби в армії. Мати Маргарет Міллер з Абердина, Шотландія, працювала адміністратором школи і вчителем. Під час Майдану Девід Духовни в Твітері назвав себе українцем: «Я виріс, думаючи, що я росіянин, але тільки зараз зрозумів, що завжди був українцем. Ніколи не пізно змінитися».