Родился 28 апреля 1924 г. в Каунасе.
Во время учебы в ремесленном училище участвовал в драматическом кружке, который в 1939 г. возглавил молодой режиссер Юозас Мильтинис. На основе кружка была создана новая модель театра - "для народа и во имя народа". В 1941 г. такой театр был создан в Паневежисе. Костяк труппы составили 10 человек из каунасского драмкружка, в том числе и Донатас Банионис.
В 1944 г. он окончил студию при Паневежском театре, став профессиональным актером.
На этой сцене он сыграл более чем в 100 спектаклях. Среди наиболее заметных ролей - Городничий в "Ревизоре" Гоголя, Павел Корчагин ("Как закалялась сталь" Островского), Тесман ("Гедда Габлер" Ибсена).
В 1980-1988 гг. - главный режиссер Паневежского театра. В этот период времени актер также окончил Государственную консерваторию Литовской ССР (1982-1984).
В кинематографе дебютировал в 1959 г. в роли Дауса в картине "Адам хочет быть человеком". Впоследствии создал целый ряд образов, вошедших в классику советского киноискусства, в том числе "Никто не хотел умирать" (роль Вайткуса, 1965), "Мертвый сезон" (Ладейников, 1968), "Солярис" (Крис Кельвин, 1972), "Гойя, или тяжкий путь" (Гойя, 1971), "Бегство мистера Мак-Кинли" (Мак-Кинли, 1975), "Бетховен - дни жизни" (Бетховен, 1976). В начале 2002 г. на российский телеэкран вышел сериал про детектива Ниро Вульфа, где Д. Банионис сыграл главную роль.
В числе последних работ в кино роль Старика в литовско-французской картине "Двор" (1999), "Каунасский блюз" (2004), британско-российский телесериал "Ленинград" (2007). Всего актер сыграл более чем в 70 фильмах. Он снимался со звездами мирового кинематографа - Питером Финчем, Шоном Коннери, Клаудией Кардинале, Марио Адорфом и др., а также работал с ведущими отечественными и зарубежными режиссерами - Витаутасом Жалакявичусом, Григорием Козинцевым, Михаилом Калатозовым, Саввой Кулишом, Михаилом Швейцером, Андреем Тарковским и др.
Наиболее заметные театральные работы актера – "На Золотом озере" (Норман, 1996), "Любовные письма" (Эндрю, 1997), "Самоубийца" (Гранд-Скубик, 1998), "Дальше тишина" (2000).
Деятельность Донатаса Баниониса была отмечена многими наградами. Так, в 1966 г. он получил призы за лучшую мужскую роль в фильме "Никто не хотел умирать" на Всесоюзном кинофестивале и на кинофестивале в Карловых Варах, а в 1967 г. стал лауреатом Госпремии СССР за участие в этом фильме. Госпремией была отмечена и картина "Бегство мистера Мак-Кинли" в 1977 г. В 1973 г. Банионис получил звание Народного артиста Литовской ССР, в 1974 г. - Народного артиста СССР. Он удостоен одной из высших наград Литвы - ордена Гедиминаса III степени. В 1999 г. за заслуги в развитии российского киноискусства и плодотворную деятельность по укреплению международных культурных связей был награжден орденом Дружбы, а в 2009 г. - орденом Почета за вклад в развитие театрального и кинематографического искусства и многолетнюю творческую деятельность.
В декабре 2013 г. артисту присуждена литовская премия в области культуры и искусства. В апреле 2014 г. в связи с 90-летием Д. Банионис получил в Литве почетный знак "Неси свой свет и верь" за "укрепление демократии и открытости общества, гражданской солидарности и развитие гармоничных общественных отношений".
Супруга - Она Банионене (скончалась в 2008 г.). Дети - Эгидиюс (1948-1993), историк, специалист по XV-XVI вв., посмертно награжден Государственной премией в области науки; Раймундас (1957 г.р.), окончил ВГИК, снимает документальные фильмы, рекламу.
Донатас Банионис скончался 4 сентября 2014 г. в Вильнюсе в результате инсульта.
