Dylan Sprouse wurde am 04. August 1992 in Arezzo (Italien) als Sohn der US-amerikanischen Einwanderer Matthew Sprouse und Melanie Wright geboren, blieb jedoch nur für kurze Zeit in Italien, da seine Eltern wieder in die Heimat nach Long Beach (USA) zurückwollten. Das Schauspiel wurde Dylan sowie seinem jüngeren Zwillingsbruder Cole in die Wiege gelegt und früh von der Großmutter gefördert, welche als Schauspielerin und Schauspiellehrerin aktiv war.
Wie viele Kinder begann die Karriere der Sprouse-Brüder vor der Kamera mit ersten Auftritten in Commercials sowie ersten Nebenrollen in kleineren Serienproduktionen. Hierbei wechselte sich Dylan häufig mit seinem Zwillingsbruder ab, sodass sich beide zunächst erste Rollen teilten. So spielten beide den Patrick Kelly in der erfolgreichen TV-Serie "Grace", in welcher sie bereits mit sechs Monaten als Babys ihren ersten Auftritt hatten und noch in weiteren 111 Episoden zu sehen sein sollten. In den 2000ern spielte Sprouse immer wieder in kleineren Serien Gastrollen oder verlieh Animationscharakteren seine Stimme. Von 2005 bis 2008 spielte er in "Hotel Zack & Cody" die Rolle des Zack Martin in 87 Episoden. Die Serie war so erfolgreich, dass Sprouse von 2008 bis 2011 in seiner Rolle für die Fortsetzung der Serie "Zack & Cody an Bord" zurückkehrte.
Nach Abschluss der Dreharbeiten gönnte sich Sprouse eine Pause vom Schauspiel, um in New York einen Bachelor in Videospiel-Design zu erwerben. Ab 2017 stand er dann wieder regelmäßig vor der Kamera und verlieh fortan auch Computerspiel-Charakteren seine Stimme. Während Sprouse eher als Serienschauspieler bekannt ist, nahm er ab 2020 häufiger Rollen in Filmen an, etwa die des Calaf in "Turandot" (2021) oder des Jake in "My Fake Boyfriend" (2022).