Dés l’âge de 9 ans, Dante Terrell Smith affirme sa passion pour la musique en commençant à rapper. Le jeune rappeur prend le surnom Mos Def tiré de l’expression "most definitely." Il monte rapidement son premier groupe de rap, Urban Thermo Dynamics (UTD), avec son frère et sa sœur.
Dès le début des années 90, il mène de front une carrière d’acteur et une carrière musicale. Il joue dans diverses séries télévisées telles que NYPD Blues. En 1998, il sort son premier album intitulé Black Star et signe l’année suivante Black on the Both Sides.
Brown sugar (2003) de Rick Famuyiwa lui permet de faire ses premiers pas au cinéma. La même année, on le voit dans Braquage à l'italienne de F. Gary Gray , film pour lequel il a exécuté la majorité des cascades. Une expérience aussi excitante que fructueuse puisqu’elle lui a permis entre autre de passer son permis de conduire ! Deux ans plus tard, il change radicalement de registre avec le film mêlant comédie et science-fiction H2G2 : le guide du voyageur galactique de Garth Jennings .
Ne délaissant pas pour autant sa carrière musicale, il monte durant ces années le groupe Black Jack Johnson, participe aux albums d’autres rappeurs comme De la Soul. On l’aperçoit également dans le clip d' Alicia Keys intitulé You Don't Know My Name. De 2004 à 2006, Mos Def travaille également pour son propre compte puisqu’il sort trois autres albums ( The New Danger, Tru3 Magic et Mos Definite).
Après une « pause » dans sa carrière ciné, il revient sur grand-écran en 2006. Il joue un rôle de détective dans The Woodsman de Nicole Kassell , donne la réplique à Bruce Willis dans 16 blocs de Richard Donner et participe au documentaire musical Block Party .
En 2008, Michel Gondry fait appel à lui pour tenir le vidéoclub de Soyez sympas rembobinez , comédie décalée et nostalgique sur les années VHS.

En 2009, il allie ses deux passions : il interprète Chuck Berry dans le film Cadillac Records qui raconte l'ascension et la chute de Leonard Chess qui a lancé la carrière de grands noms de R&B.