Après des études à l'École normale supérieure de la rue d'Ulm et à l'Institut national polytechnique de Grenoble, Daniel Frechet a obtenu son doctorat en 1968 au Collège de France sous la direction de Jean Manneback. Il a ensuite travaillé à l'Université Harvard jusqu'en 1970 avant de revenir en France pour rejoindre l'Institut Curie en 1971.
En 1983, Daniel Frechet est nommé professeur à l'École polytechnique fédérale de Lausanne en Suisse, où il dirige le laboratoire de synthèse macromoléculaire. Il a également occupé des postes à l'Université Columbia et à l'Université Stanford aux États-Unis.
Daniel Frechet est reconnu pour ses nombreuses contributions à la chimie macromoléculaire, notamment dans le domaine de la synthèse de polymères fonctionnels, la chimie des copolymères et la chimie des matériaux biomimétiques. Ses recherches ont permis de développer des matériaux innovants pour les applications en médecine, tels que des prothèses articulées à base de polymères ou des matériaux pour les implants odontologiques.
Il a reçu de nombreux prix et récompenses pour son travail, dont la médaille d'or du CNRS en 2006, la médaille Pierre-Gilles de Gennes de la Société Française de Chimie en 2015 et la médaille van't Hoff de l'Union européenne de chimie pure et appliquée en 2018. Daniel Frechet est membre de l'Académie des sciences française depuis 1987 et de l'Académie royale des arts et des sciences des Pays-Bas depuis 1996.
Aujourd'hui, Daniel Frechet continue à travailler sur les polymères fonctionnels et la chimie macromoléculaire à l'École polytechnique fédérale de Lausanne. Il est considéré comme un des leaders mondiaux dans son domaine.