David Agranov est né à Riga, en Lettonie, de parents russes. Sa famille a déménagé en Italie et a vécu à Rome sur le Viale Regina Margherita. Ils se sont ensuite installés à Londres pendant un certain temps, avant d'émigrer finalement aux États-Unis. Il a grandi dans la région de Washington, D.C. et est devenu citoyen américain naturalisé. Agranov est acteur, chanteur et auteur-compositeur qui travaille au théâtre, au cinéma, à la télévision et dans la musique. (membre : AEA, SAG, AFTRA, ASCAP.)
Il est connu pour avoir joué le médecin sadique de la prison, « Dr. Marat », qui manipule Villanelle, jouée par Jodie Comer, dans la série à succès « Killing Eve » de Phoebe Waller-Bridge et BBC America. Engagé et réalisé par Danny Boyle pour la série « Trust » de F/X, il joue également « J. Ronald Getty », fils de J. Paul Getty, interprété par Donald Sutherland. Tourné à Londres, Rome et en Calabre, la distribution comprend également Hilary Swank dans le rôle de Gail Getty, Harris Dickinson en tant que petit-fils enlevé, J. Paul Getty III, ainsi que Michael Esper et Norbert Leo Butz dans les rôles des autres fils Getty.
En mai 2019, il a fait ses débuts en tant que membre de la distribution d'un film en compétition au Festival de Cannes, quand « La Gomera », en Sélection Officielle, a eu sa première mondiale. Réalisé par Corneliu Porumboiu, le titre international du film est « The Whistlers ». Il joue « Denis », le jeune cinéaste américain qui se retrouve au mauvais endroit au mauvais moment.
On le verra prochainement en tant que « The Knight » dans le long-métrage à venir « A Pity », réalisé par Kevin et Alec Barth. Leur directeur de la photographie était Chayse Irvin, également connu pour « BlacKkKlansman » de Spike Lee et pour le prochain « Blonde » d'Andrew Dominik.
Il a joué « Rodolpho » dans « A View from the Bridge », réalisé par Daniel Aukin au théâtre régional primé aux Tony Awards, l'Arena Stage, aux côtés de Delaney Williams, Virginia Kull et Louis Cancelmi. Il a coproduit et joué la première côte ouest de la version théâtrale de « Trainspotting » où il a livré une performance remarquable dans le rôle de « Tommy ». Il a également joué « Edmund le Bâtard » au Met Theatre à Los Angeles, avec James Gammon en tant que « King Lear ». Il est le créateur du spectacle solo « The Chet Baker Project », dans lequel il incarne le trompettiste et chanteur, et a présenté cette pièce en un acte à New York, Beverly Hills et Rome.
Agranov a repris le rôle de « Yuri the Fury » dans « Ray Donovan » pour Showtime, aux côtés de Liev Schreiber, Jack Kesy et Raymond J. Barry. Il a également repris le rôle de « Jim Ballard » dans « The Unit », produit par David Mamet pour la 20th Century Fox Television. Il a ensuite joué « Ferdinand » dans « Rock and Roll » de Tom Stoppard au Studio Theatre à Washington, D.C., un rôle largement inspiré de Vaclav Havel.
Il a été engagé pour plusieurs scènes face à Angelina Jolie dans « Salt », réalisé par Phillip Noyce, sorti en 2010 par Columbia Pictures.