Получал небольшие роли в австралийских телесериалах и второстепенные роли в кино.
В 2008 году Лайонс сыграл доктора Саймона Беннета в телесериале «Скорая помощь» в 14 и 15 сезонах в 2008 и 2009 году.
В 2010 году, Лайонс снялся вместе с Джулией Робертс в фильме «Ешь, молись, люби». В 2011 году снялся в сериале «Плащ» в роли Винса Фарадея. В 2012 году на экраны вышел сериал «Революция», где Дэвид сыграл одну из ключевых ролей - генерала ополчения Себастиана Монро.