Az 1949. július 7-én, Mohácson született Dunai Tamásnak eredetileg esze ágában se volt színésznek menni – mesélte egy 1977-es interjúban a Film Színház Muzsika riporterének –, gyerekként és kamaszként inkább a zenészi pálya vonzotta. Édesapjától, aki a városi fúvószenekar tagja volt, megtanult klarinéton játszani, Gász Mihály legendás mohácsi harmonikás pedig kottaolvasásra tanította; időközben azonban Ica néni, Dunai Tamás középiskolai magyartanára felfedezte a fiú remek orgánumát és előadói stílusát, és meggyőzte őt, legyen az iskolai színjátszó kör tagja.
A Színművészeti Főiskolától azonban a legalább hatezerszeres túljelentkezés elvette a kedvét, inkább a Szegedi Egyetem magyar-francia szakát választotta, ahol azonnal érdeklődni kezdett a színjátszási lehetőségek iránt. Végül Paál István rendező legendás Egyetemi Színpadán kötött ki, ahol Fernando Arrabal Piknik a csatatéren című drámájában mutatkozhatott be, mint kötögető katona, az 1970-ben színre vitt Déry Tibor darabban, Az óriáscsecsemőben – amely Paál legnagyobb diákszínházas sikerének számított – pedig már főszerepet alakíthatott.
Utolsó szegedi egyetemista évében egyik csoporttársa végül meggyőzte Dunait, hogy mégis felvételizzen a Színművészetire („nehogy azt mondd később, meg se mertem próbálni”); a felvételin Várkonyi Zoltán újra és újra, rengetegszer elmondatta vele József Attila Születésnapomra című versét, a színészjelölt azonban állta a próbát, lenyűgözte a bizottság tagjait és felvételt nyert Szinetár Miklós 1972-ben indult osztályába.
Az osztályfőnökkel nem indult rózsásan a viszony, néhány évvel korábban ugyanis Dunai az egyetemista társulattal szerepelt a Ki mit tud? vetélkedőben, ahol a zsűri elnöke éppen Szinetár volt. A műsor szünetében, a tévé büféjében a rendező tréfásan odaszólt az ifjú színészpalántának: „Álművészet! Hess!”, mire Dunai, amikor azt hitte, Szinetár már nem hallja, így reagált: „Ha ezeknek Ruzsa Sándor kell!”. A leendő osztályfőnök azonban meghallotta és az egyetemen mindig úgy emlegette tanítványát, „a fiú, akivel úgy ismerkedtem meg, hogy...”
Több, mint öt évtizedes karrierje során Dunai Tamás drámai szerepekben ugyanúgy megcsillogtatta tehetségét, mint a Madách Színház musicaljeiben és operettjeiben, jelentősebb filmes szerepei között ott találjuk a Gábor Pál rendezte 1978-as Angi Verát (ezt tartotta legkedvesebb filmes emlékének), Szabó István Oscar-jelölt alkotását, a Bizalmat (1979), a Sztracsatellát (1995), a Sorstalanságot (2005) és a Made in Hungariát (2009). Utolsó filmes alakítását az épp most februárban bemutatott magyar-vietnámi koprodukcióban készült romantikus filmben, Az almafa virágában láthattuk. Szinkronszínészként hangját kölcsönözte többek között Robert Redfordnak és (Végvári Tamás halála után) Al Pacinónak is.
A színészi karrier mellett Dunai zenészként, szaxofonosként és klarinétosként is rendszeresen színpadra állt, vendégszerepelt a Budapest Klezmer Band és a Budapest Dixieland Band koncertjein és a Színészzenekarnak is állandó tagja volt.
A 73 évesen elhunyt színművész alig egy héttel ezelőtt, február 18-án még a Klubrádió Élni jó című műsorában szerepelt, ahol Kadarkai Endrével beszélgetett. „Észreveszem a szépet, észreveszem a jót mindenben, amit csak lehet. Ne mulaszd el észrevenni a szépet, mert ami szép, az Isten ujjlenyomata, szokták mondani. A pohár nekem félig tele van” – mesélt pozitív életszemléletéről a műsorvezetőnek.