Исаак Осипович Дунаевский родился 30 января 1900 года. В 1910 году поступил в Харьковское музыкальное училище, где занимался игрой на скрипке и композицией. Одновременно учился в гимназии, затем на юридическом факультете университета. В 1919 году окончил Харьковскую консерваторию, работал скрипачом в оркестре. В 1920 году был принят на работу в Харьковский русский драматический театр.
Первое выступление Дунаевского как театрального композитора состоялось в 1920 году (музыка к спектаклю "Женитьба Фигаро"), как дирижёра - в 1921 году. Руководил музыкальной частью театра "Эрмитаж", театра МГСПС, Драматического театра, заведовал музыкальной частью Театра сатиры, где создал свои первые оперетты ("Женихи", "Ножи"). Работал музыкальным руководителем и главным дирижером ленинградского Мюзик-холла.
С 1933 года начал писать музыку и песни к кинофильмам. Среди его работ - "Вёселые ребята", "Три товарища", "Вратарь", "Цирк", "Дети капитана Гранта", "Волга-Волга", "Весна" и др.
С 1937 г. стал руководителем ансамбля песни и пляски Ленинградского Дворца пионеров, одновременно руководил аналогичным ансамблем Центрального Дома культуры железнодорожников в Москве. В годы Великой Отечественной войны во главе ансамбля песни и пляски железнодорожников совершал концертные поездки по стране, выступая в воинских частях, госпиталях, на оборонных заводах, в клубах и концертных залах.
Дунаевский - один из создателей советской оперетты, автор 12 произведений в этом жанре.
Дунаевскому дважды присуждали Сталинскую премию. Удостоен звания "Народный артист CCCР".