Figlio del celebre violinista David McCallum Sr. e della violoncellista Dorothy Dorman, è conosciuto principalmente per il ruolo dell'agente segreto russo Illya Kuryakin nella popolare serie televisiva degli anni sessanta Organizzazione U.N.C.L.E. e per quello di Acciaio nella serie britannica di fantascienza Zaffiro e Acciaio. Dal 2003 fino alla morte, la sua fama fu legata al ruolo del dottor Donald Mallard, il medico legale della serie NCIS - Unità anticrimine.
Come doppiatore in particolare ha prestato la voce al personaggio di Alfred Pennyworth, il fido maggiordomo di Bruce Wayne / Batman nell'universo DC, nei film di animazione Batman - Il cavaliere di Gotham (2008), Son of Batman (2014) e Batman vs. Robin (2015). Ha inoltre prestato la voce al Professor Paradox in alcune serie del franchise Ben 10, precisamente Ben 10 - Forza aliena (2008-2010), Ben 10: Ultimate Alien (2010-2011) e Ben 10: Omniverse (2013-2014).
Come musicista, McCallum ha pubblicato alcuni album, EP e singoli jazz tra il 1966 e il 1968. È inoltre coautore del brano strumentale The Edge, scritto assieme al compositore e produttore statunitense David Axelrod, brano in seguito utilizzato come sample dell'intro della canzone The Next Episode dei rapper Dr. Dre e Snoop Dogg.
Biografia McCallum nacque a Glasgow e studiò alla University College School, una famosa scuola indipendente a Hampstead, Londra. Iniziò la sua carriera con piccole parti in alcuni film britannici tra la fine degli anni cinquanta e l'inizio dei sessanta. Nel 1963 partecipò al film La grande fuga, sul set del quale presentò l'allora sua consorte Jill Ireland a Charles Bronson. Jill in seguito lo lasciò per sposare proprio lo stesso Bronson. Dopo la morte nel 2014 di Richard Attenborough, James Garner e Angus Lennie, McCallum e John Leyton erano gli unici attori superstiti del film.
McCallum raggiunse la definitiva consacrazione con Organizzazione U.N.C.L.E. (1964-1968), serie televisiva di spionaggio nata come trampolino di lancio per l'attore americano Robert Vaughn. Il telefilm fece inaspettatamente di McCallum un sex symbol: il suo taglio di capelli in stile Beatles si contrapponeva al look piuttosto tradizionale di Vaughn. Diventò popolare anche grazie alla canzone Love Ya, Illya cantata da Alma Cogan sotto il nome di Angela and the Fans (I wish, I wish, I wish, I wish, I wish that Illya loved me, trad. voglio, voglio, voglio, voglio, voglio che Illya mi ami), grande successo delle "pirate radio" in Gran Bretagna nel 1966.
Divenuto un volto familiare sul piccolo schermo, McCallum faticò a replicare lo stesso successo ottenuto con il ruolo di Kuryakin. Le altre sue interpretazioni più note furono quelle di Giuda Iscariota nel film La più grande storia mai raccontata (1965) di George Stevens, dello scienziato Daniel Westin, protagonista della serie televisiva L'uomo invisibile (1975-1976), e di Acciaio nella serie Zaffiro e Acciaio (1979-1982), assieme a Joanna Lumley.
Negli anni sessanta registrò alcuni album per la Capitol Records con il produttore David Axelrod: A Bit More of Me (1966) e It's Happening Now! (1967). Il più noto dei suoi pezzi è probabilmente The Edge, eseguito anche dal Dr. Dre così come il riff di The Next Episode. Musicista di formazione classica, concepì in questi album un suono in cui si fondevano oboe, corno francese, chitarra e batteria.
McCallum apparve come guest star nella prima stagione della serie televisiva americana seaQuest - Odissea negli abissi, nel ruolo di Frank Cobb, ufficiale del fittizio Broken Ridge of the Ausland Confederation, un sottomarino minerario al largo della grande barriera corallina australiana. Nel 1980 partecipò al primo horror prodotto dalla Disney, Gli occhi del parco con Bette Davis. Nel 1994 fu il narratore negli acclamati documentari Titanic: Morte di un sogno e Titanic: La leggenda vive ancora per A&E Television Networks. Sempre negli anni novanta un gruppo rock/rap argentino scelse come nome Illya Kuryaki and the Valderramas, dal personaggio di McCallum nella serie Organizzazione U.N.C.L.E.
Dal 2003 fino alla morte, McCallum lavorò nella fortunata serie NCIS - Unità anticrimine prodotta dalla CBS, nel ruolo del medico legale Donald "Ducky" Mallard, uno dei personaggi principali. In una battuta sull'età del suo personaggio nella serie, quando l'agente Kate Todd chiede a Gibbs "Che tipo era Ducky quando era giovane?", egli risponde semplicemente "Illya Kuryakin", anche se questa battuta si perde nella traduzione italiana poiché, visto che la serie Organizzazione U.N.C.L.E. è stata trasmessa in Italia negli anni sessanta e ben pochi avrebbero capito il nesso, è stata tradotta differentemente. La battuta italiana è "Un tipo alla Cary Grant".
Secondo il "dietro le quinte" nel DVD della prima stagione della serie, McCallum si era preparato con particolare cura per diventare un esperto in medicina forense, al fine di interpretare meglio il ruolo di Ducky, addirittura assistendo ad alcune autopsie. Donald P. Bellisario racconta che McCallum divenne talmente esperto in materia che fu seriamente tentato di fare di lui un consulente tecnico per la serie.
Muore il 25 settembre 2023 a New York per cause naturali, pochi giorni dopo aver compiuto 90 anni.
Vita privata È stato sposato con l'attrice Jill Ireland dal 1957 al 1967, quando i due divorziarono e l'attrice sposò in seconde nozze Charles Bronson nel 1968. I due ebbero tre figli: Paul, Jason e Valentine (Val). Jason, che era stato adottato, morì di overdose nel 1989.
Nel 1967 contrasse un secondo matrimonio con Katherine Carpenter, modella diventata designer di interni. La coppia si incontrò durante un servizio fotografico per la rivista Glamour nel 1965 e rimasero insieme per più di 50 anni. Ebbero un figlio, Peter, e una figlia, Sophie.
Nel 1999 acquisì la cittadinanza statunitense.
Filmografia parziale Attore Cinema Gli anni pericolosi (These Dangerous Years), regia di Herbert Wilcox (1957) La grande rapina (Robbery Under Arms), regia di Jack Lee (1957) I piloti dell'inferno (Hell Drivers), regia di Cy Endfield (1957) Caccia ai diamanti (The Secret Place), regia di Clive Donner (1957) Colpo di mano a Creta (I'll Met by Moonlight), regia di Michael Powell e Emeric Pressburger (1957) Titanic, latitudine 41 nord (A Night to Remember), regia di Roy Ward Baker (1958) L'incendiario (Violent Playground), regia di Basil Dearden (1958) La pattuglia dei 7 (The Long and the Short and the Tall), regia di Leslie Norman (1961) Criminal Sexy (Jungle Street), regia di Charles Saunders (1961) Karolina Rijecka, regia di Vladimir Pogacic (1961) Freud - Passioni segrete (Freud the Secret Passion), regia di John Huston (1962) Billy Budd, regia di Peter Ustinov (1962) La grande fuga (The Great Escape), regia di John Sturges (1963) La più grande storia mai raccontata (The Greatest Story Ever Told), regia di George Stevens (1965) La spia dai due volti (The Spy with My Face), regia di John Newland (1965) I conquistatori degli abissi (Around the World Under the Sea), regia di Andrew Marton (1966) La spia dal cappello verde (The Spy in the Green Hat), regia di Joseph Sargent (1967) Tre morsi nella mela (Three Bites of the Apple), regia di Alvin Ganzer (1967) Con le spalle al muro (Sol Madrid), regia di Brian G. Hutton (1968) La squadriglia dei falchi rossi (Mosquito Squadron), regia di Boris Sagal (1969) La cattura, regia di Paolo Cavara (1969) The Kingfisher Caper, regia di Dirk DeVilliers (1975) Dogs - Questo cane uccide (Dogs), regia di Burt Brinckerhoff (1977) King Solomon's Treasure, regia di Alvin Rakoff (1979) Gli occhi del parco (The Watcher in the Woods), regia di John Hough (1980) Terminal Choice, regia di Sheldon Larry (1985) Il vento (The Wind), regia di Nico Mastorakis (1986) The Haunting of Morella, regia di Jim Wynorski (1990) Il mistero di Jo Locke, il sosia e miss Britannia '58 (Hear My Song), regia di Peter Chelsom (1991) Fatal Inheritance, regia di Gabrielle Beaumont (1993) Dirty weekend, sporco weekend (Dirty Weekend), regia di Michael Winner (1993) Healer, regia di John G. Thomas (1994) Cherry, regia di Jon Glascoe e Joseph Pierson (1999)
Televisione Our Mutual Friend – serie TV, 10 episodi (1958-1959) The Eustace Diamonds – serie TV, 6 episodi (1959) Emma – serie TV, 5 episodi (1960) La grande avventura (The Great Adventure) – serie TV, episodi 1x23-1x24 (1964) The Travels of Jaimie McPheeters – serie TV, episodio 1x18 (1964) Profiles in Courage – serie TV, 1 episodio (1964) Perry Mason – serie TV, episodio 7x19 (1964) Organizzazione U.N.C.L.E. (The Man From U.N.C.L.E.) – serie TV, 100 episodi (1964-1968) Colditz – serie TV, 27 episodi (1972-1974) She Waits, regia di Delbert Mann – film TV (1972) L'uomo invisibile (The Invisible Man) – serie TV, 12 episodi (1975-1976) Zaffiro e Acciaio (Sapphire & Steel) – serie TV, 34 episodi (1979-1982) Cuore e batticuore (Hart to Hart) – serie TV, episodio 4x11 (1983) Return of the Man from U.N.C.L.E. (The Return of the Man from U.N.C.L.E.: The Fifteen Years Later Affair), regia di Ray Austin – film TV (1983) L'ora del mistero (Hammer House of Mystery and Suspense) – serie TV, episodio 1x10 (1984) A-Team (The A-Team) – serie TV, episodio 5x06 (1986) Matlock – serie TV, episodio 2x01 (1987) La signora in giallo (Murder, She Wrote) – serie TV, episodi 5x14-7x02 (1989-1990) Cluedo – serie TV, 6 episodi (1991) Trainer – serie TV, 23 episodi (1991-1992) Babylon 5 – serie TV, episodio 1x04 (1994) Bella da morire (Shattered Image), regia di Fritz Kiersch – film TV (1994) VR.5 – serie TV, 7 episodi (1995-1997) Team Knight Rider – serie TV, 5 episodi (1995-1997) Law & Order - I due volti della giustizia (Law & Order) – serie TV, episodio 7x22 (1997) Sex and the City – serie TV, episodio 2x15 (1999) The Education of Max Bickford – serie TV, 9 episodi (2001-2002) JAG - Avvocati in divisa (JAG) – serie TV, episodi 8x20-8x21 (2003) - Donald Mallard NCIS - Unità anticrimine (NCIS) – serie TV, 458 episodi (2003-2024) - Donald Mallard NCIS: New Orleans – serie TV, 2 episodi (2014-2016) - Donald Mallard
Doppiatore Cinema Batman - Il cavaliere di Gotham (Batman: Gotham Knight), regia di Yasuhiro Aoki e Futoshi Higashide - driect-to-video (2008) - Alfred Pennyworth Wonder Woman, regia di Lauren Montgomery - direct-to-video (2009) Son of Batman, regia di Ethan Spaulding (2014) - Alfred Pennyworth Batman vs. Robin, regia di Jay Oliva - direct-to-video (2015) - Alfred Pennyworth
Televisione The Replacements - Agenzia sostituzioni (The Replacements) – serie animata, 67 episodi (2006-2009) Batman: The Brave and the Bold - serie animata, episodio 1x05 (2009) Ben 10 - Forza aliena (Ben 10: Alien Force) – serie TV animata, 4 episodi (2008-2010) - Professor Paradox Ben 10: Ultimate Alien - serie animata, episodi 1x10-1x16-2x10 (2010-2011) - Professor Paradox Ben 10: Omniverse - serie animata, 6 episodi (2013-2014) - Professor Paradox
Videogiochi Fusion Fall (2009) Ben 10: Alien Force - Vilgax Attacks (2009) - Professor Paradox NCIS (2011) - Donald Mallard Diablo III, regia di Nicholas S. Carpenter e Marc Messenger (2012)
Discografia Album in studio 1966 - Music: A Part Of Me 1967 - Music: A Bit More Of Me 1967 - Music: It's Happening Now! 1968 - McCallum Two Sides Of David McCallum
Audiolibri 1973 - Eric Knight Lassie Come-Home 1973 - H.P. Lovecraft The Rats in the Walls 1973 - Ambrose Bierce An Occurence at Owl Creek Bridge and the Damned Thing 1973 - Kenneth Grahame The Wind in the Willows 1976 - H.P. Lovecraft The Dunwich Horror 1979 - H.P. Lovecraft The Haunter of the Dark 1981 - Giovanni Boccaccio Five Tales from The Decameron (con Carole Shelley) 1994 - Jerome K Jerome Three Men in a Boat
Raccolte 1967 - David McCallum y su orquesta 1968 - Orquesta dirigida por: David McCallum 1996 - Open Channel D Solo für I.L.L.Y.A.
EP 1966 - Theme From "Three Bites of the Apple" (In the Garden - Under the Tree)