Il est diplômé de la Faculté de médecine de Stanford en 1970. Professeur émérite au département de psychiatrie et de sciences comportementales de la Faculté de médecine de Stanford, il a également enseigné à l'Université Harvard.
Auteur du best-seller "Se libérer de l'anxiété sans médicaments" ("Feeling Good: The New Mood Therapy", 1980), il est unanimement reconnu pour ses recherches sur les psychothérapie cognitivo-comportementales.
Burns a popularisé la thérapie cognitivo-comportementale (TCC) d'Albert Ellis et d'Aaron T. Beck lorsque ses livres sont devenus des best-sellers dans les années 1980.