Detlev Buck, geboren am 1. Dezember 1962 in Bad Segeberg (Schleswig-Holstein), wuchs auf dem Bauernhof seiner Eltern in Nienwohld nahe Hamburg auf. Nach Abitur und Zivildienst absolvierte er eine Lehre als Landwirt. Parallel zu seinem praktischen Jahr bewarb er sich an einer Schauspielschule in Hamburg, wurde aber abgelehnt.

Durch seine Verbindung mit dem Kameramann und Regisseur Wolfgang Fischer, in dessen nie öffentlich gezeigtem Spielfilm "Was sein muß, muß sein" er 1982 mitspielte, kam Buck in Kontakt mit der Filmszene. 1984 drehte er seinen ersten, fünfminütigen Film "Der Fänger im Roggen"; im gleichen Jahr realisierte er mit "Erst die Arbeit und dann?" bereits einen Spielfilm von 45 Minuten Länge. Die autobiografischen Züge der Handlung sind offensichtlich: Buck übernahm selbst die Rolle des Jungbauern Gerhard Ramm und kontrastierte das holsteinische Landleben mit dem hamburgischen Nachtleben mit viel Witz, ohne aber seine Hauptfigur bloßzustellen.

Von 1985 bis 1989 studierte Detlev Buck an der Deutschen Film- und Fernsehakademie Berlin. In dieser Zeit entstanden mehrere Kurzfilme, zum Beispiel "Eine Rolle Duschen" und "Schwarzbunt Märchen". Sein Abschlussfilm "Hopnick" gab Einblicke in den Alltag eines skurrilen ostdeutschen Zöllners, wieder vom Regisseur selbst gespielt.

1991 gründete er gemeinsam mit Claus Boje, dem Gesellschafter des Delphi-Kinos und Geschäftsführer des Delphi-Filmverleihs, die "Boje Buck Filmproduktion", die im gleichen Jahr Bucks ersten abendfüllenden Spielfilm "Karniggels" produzierte. Ein junger Polizist (Bernd Michael Lade) tritt da seinen Dienst nicht, wie erhofft, in der Großstadt, sondern auf dem Lande, im Holsteinischen, an, wo er gegen einen Kuhmörder ermitteln soll. Der ländlichen Sphäre blieb Buck auch in "Wir können auch anders" (1993) treu: Darin schickte er ein Brüderpaar und einen desertierten Rotarmisten auf eine Irrfahrt durch Ostdeutschland. Wieder mischte er Groteske und Charakterstudie auf sehr eigene Art.

"Männerpension" bescherte Buck 1995 schließlich einen großen Kassenerfolg: An der Seite von Til Schweiger mimt Buck einen der beiden Gefängnisinsassen, die ihre Chance auf ein ungewöhnliches Resozialisierungsprogramm ergreifen. Heike Makatsch und Marie Bäumer gaben hier die weiblichen Gegenparts. Mit "Liebe deine Nächste" (1998), einem Film um eifrige Mitarbeiterinnen der Heilsarmee und einen skrupellosen Unternehmensberater, und der Kriminalkomödie "Liebesluder" (1999) über Verführung, Erpressung und Mord in einer sauerländischen Kleinstadt konnte er nicht an den Erfolg des witzig-lakonischen Märchens "Männerpension" anknüpfen.

Nach einer längeren Regiepause, in der er schauspielerte und produzierte, verfilmte Buck 2005/2006 den Jugendroman "Knallhart" von Gregor Tessnow. Das beklemmende Großstadtdrama über den täglichen Überlebenskampf eines 15jährigen (David Kross) im kriminellen Milieu der Jugendbanden von Berlin-Neukölln, erhielt zahlreiche Auszeichnungen, darunter die Silberne Lola beim Deutschen Filmpreis 2006.

Mit seinem nächsten Film wechselte Buck wieder das Genre: "Hände weg von Mississippi" (2007), nach einem Buch von Cornelia Funke, ist ein leichter, humorvoller Kinderfilm um die Rettung eines Pferdes und wurde sowohl beim Bayerischen als auch beim Deutschen Filmpreis als bester Kinder- und Jugendfilm ausgezeichnet.

In seiner Produktion "Same Same but Different", basierend auf dem autobiografischen Buch "Wohin Du auch gehst" von Benjamin Prüfer, arbeitete Buck 2008/2009 wieder mit David Kross zusammen. Diesmal verkörperte er einen deutschen Touristen, der sich auf einer Asienreise in eine junge Kambodschanerin verliebt. Die anfängliche Leichtigkeit verfliegt, als Sreykeo ihm gesteht, dass sie HIV-positiv ist. Im Laufe der Beziehung tritt die Verschiedenheit der Lebensweisen und –ansichten immer stärker hervor.

Zur Fußball-Europameisterschaft 2008 widmete Buck sich einem Internet-Projekt: Aus Beiträgen, die Fußballfans aus ganz Europa auf YouTube hochluden, schuf Buck einen rund 50minütigen Film ("23 Tage – Das YouTube-Fan-Tagebuch"), der Einblicke in die Fan-Perspektiven bietet.

Detlev Buck wirkte außer in seinen eigenen Filmen auch häufig unter fremder Regie als Schauspieler in Kino- und Fernseh-Produktionen mit, so unter anderem bei Leander Haußmanns "Sonnenallee" (1999), "Herr Lehmann" (2003) und "NVA" (2005) oder in Glawoggers "Contact High" (2007). Auch in Michael Hanekes Kritiker- und Publikumserfolg "Das weiße Band" von 2009 ist er als Darsteller zu sehen.

Detlev Buck hat drei Töchter und lebt abwechselnd in Berlin und Nienwohld.