A quatre anys començà estudis de piano, que prosseguí durant deu anys. En l’adolescència tocà aquest instrument en grups de blues i rock and roll. Aviat s’interessà pel jazz i a divuit anys s’inicià en la bateria, que aviat esdevingué el seu instrument principal. Es traslladà a Nova York el 1966 per treballar als grups de Jackie McLean, Charles Lloyd, i alguna vegada com a substitut de John William Coltrane. El 1969 entrà al grup de Miles Davis i participà en la gravació de Bitches Brew, un dels discos més trencadors del trompetista. Aquesta col·laboració, que es prolongà durant tres anys, el convertí en un dels iniciadors de l’estil jazz-rock. Després dirigí grups propis, com ara Directions o Special Edition, i formà el trio Gateway amb John Abercrombie i Dave Holland. DeJohnette ha estat un dels bateries més influents del seu temps. Durant els anys vuitanta i noranta treballà amb gran part dels solistes més importants i destaca la seva llarga col·laboració amb el trio de Keith Jarrett.