Eric William Dane nació en San Francisco, California, el 9 de noviembre de 1972. El mayor de tres hermanos, su padre, William Melvin, es arquitecto y diseñador de interiores; su madre, Leah Dane, es ama de casa. Estudió en la Sequoia High School de 1987 a 1990 y en la San Mateo High School entre 1990 y 1991. En la preparatoria comenzó a actuar en teatro como aficionado. También fue atleta y en la universidad formó parte del equipo de waterpolo Boy’s Varsity.
Al terminar la preparatoria se mudó a Los Ángeles para iniciar su carrera. En los noventas apareció en varias series y telefilmes. Dane debutó en el año 1991 en uno de los episodios de la de serie Salvados por la campana. Al año siguiente pudo ser visto en Renegado y luego tuvo una participación en The wonder years (1993). En 1995 actuó en el telefilme Juicio al honor, que tuvo como protagonista a Glenn Close. Su trayectoria en la pantalla chica siguió con apariciones en Matrimonio con hijos (1995), Crímenes de seda (1996 ) y Rosseanne (1996). No debutó en el cine sino hasta 1999, cuando participó en el drama deportivo The basket.
En el año 2000, Dane obtuvo su primer papel recurrente, cuando interpretó al doctor Wyatt Cooper en Gideon’s Crossing, seguido de Rob en The American Embassy (2002), y en 2003 interpretó a Jason en varios capítulos de la serie Charmed. Su rol más recordado llegó en 2005, cuando obtuvo el papel del Dr. Mark Sloan en Grey’s anatomy. Dane fue parte del reparto fijo de la serie de 2006 a 2012. Durante esos años fue el interés romántico de varios personajes, como Addison (la primera esposa de Patrick Dempsey), Lexie (Chyler Leigh) y Callie (Sara Ramírez). Su muerte en la temporada 9, después del accidente en el que también murió Lexie, es una de las más emotivas de la serie.
Con la fama también llegó su primer papel protagónico en la gran pantalla en la cinta alemana Pánico en altamar (2006). Después intervino en X-Men III: la batalla final (2006). Más tarde participó en Marley y yo (2008), con Jennifer Aniston, y en Día de los Enamorados (2010) junto con Julia Roberts. En 2014 regresó a la pantalla chica como Tom Chandler en la serie The last ship (hasta 2018). Al año siguiente apareció en The Fixer (2015).
A mediados de 2019 comenzó a interpretar a Cal Jacobs, uno de los personajes principales de Euphoria de HBO. En la serie es el padre de Nate (Jacob Elordi), un hombre con poder, ampliamente conocido en la escena inmobiliaria, con una vida secreta (con frecuencia tiene relaciones sexuales, algunas no consensuadas, con jóvenes y mujeres trans).
En el 2021 fue invitado para participar en el capítulo 10 de la temporada 17 de Grey’s anatomy. Interpretó nuevamente a Mark durante las alucinaciones de Meredith. Su participación fue una sorpresa para todos los seguidores de la serie.
Vida personal
En el año 2004, se casó con Rebecca Gayheart, con quien tuvo a su primera hija en 2010, y luego otra en 2011. En el 2018 la pareja se divorció.