חכם דוד עובדיה נולד לאמו ולאביו חכם ישועה שמעון חיים עובדיה ה'ישמח לב' ביום ח' אייר תרע"ג (1913) בעיר צפרו, שבמרוקו.
חכם דוד עובדיה הקים את חברת 'דובב שפתי ישנים', ששמה לה למטרה להביא לדפוס את כתבי חכמי מרוקו הקדמונים. הוא שימש כדיין ובשנת תש"ב (1942) מונה לרב העיר לאחר אביו, ובכך חתם שושלת של רבני העיר צפרו שבמרוקו. בשנת תשי"ב (1952) עבר לכהן ברבאט, בשנת תשכ"א (1961) לפאס, ומשם למראכש.
חכם דוד עובדיה מילא שורה של תפקידים ציבוריים הוא היה מפקח על החינוך ברשת בתי הספר 'אם הבנים'. בשנת תש"ז (1947) מונה כחבר מועצת הרבנים במרוקו, ובשנת תשי"ט (1959) חבר האסיפה הלאומית המחוקקת של מרוקו.
בשנת תשכ"ג (1963) חכם דוד עובדיה עלה לארץ ישראל ושימש חבר לשכת הרבנות בירושלים ויו"ר רבני עדת המערביים בירושלים. בשנת תשמ"ב (1982) קיבל את פרס ירושלים לטיפוח מורשת עדות ישראל על ספריו 'קהלת צפרו' (אז שלושה חלקים) והספרים 'פאס וחכמיה'. חכם דוד עובדיה חיבר גם את שו"ת 'נתן דוד' על מנהגי יהדות מרוקו.
חכם דוד עובדיה נאסף לבית עולמו ביום י"ח באייר תש"ע (2010) בחלקת רבני העדה המערבית בירושלים.