Eric Dane débute sa carrière d’acteur à Los Angeles, où il fait quelques apparitions dans des séries telles que
Mariés Deux Enfants ou encore
Gideon'S Crossing. Il apparaît ensuite dans des productions australiennes avant de signer, en 2003, un contrat pour la série
Charmed, où il y reste deux saisons.
En 2005, il obtient le rôle du Dr Mark Sloan dans
Grey'S Anatomy. Il y interprète l’ex-meilleur ami de Derek Shepherd, qui entretient une relation avec le Dr Addison Montgomery-Shepherd. Il devient alors un personnage régulier grâce aux audiences satisfaisantes de la série.
En 2007 il est à l'affiche du film de Hans Horn,
Dérive Mortelle, avant d’enchaîner l’année suivante avec
Marley Et Moi.