דוד-חי בנאי נולד בירושלים ביום 10 בדצמבר 1929.
בשנת 1945 הצטרף לאצ"ל.
פעילותו התמקדה בהדבקת כרוזים ובהפצתם.
עם תחילת ההתפרעות הערבית בעקבות החלטת האו"ם על חלוקת ארץ-ישראל , נצטוה על-ידי מפקדיו להיכנס לרובע היהודי של העיר העתיקה בירושלים כדי להגן עליו. "תישאר שם רק כשבועיים ימים, ואחר כך תוחלף" אמר לו מפקדו, אך המציאות הייתה אחרת. הרובע היהודי היה במצור. התקפות הערבים עליו נמשכו כל הזמן. והן גברו במיוחד עם נטישת הבריטים את הרובע ב-13 במאי 1948. הלגיון הערבי ה"ירדני", שנכנס גם הוא לפעולה, תקף קשות, ורבות היו אבידות היהודים. באחת ההתקפות האלה נפצע דוד-חי קשה מאוד. ב-20 במאי נכנע הרובע היהודי. חיילי הלגיון הערבי נשאו את דוד-חי הפצוע קשה מאוד על אלונקה וזרקוהו, יחד עם פצועים יהודים אחרים, לתוך משאית צבאית, וזו הביאה אותם לרבת עמון. מזג האוויר היה חם מאוד, אך המובלים לא קיבלו כל מים ומזון. עם עוד שני פצועים מהרובע הועבר אחר כך דוד-חי אל העיירה זרקה, ושם אושפזו השלושה בביתן של בית חולים צבאי שבו היו כבר ארבעה פצועים אחרים שנשבו בגוש-עציון. כחלוף עוד כחמישה חודשים הועברו כל השבויים הפצועים למחנה שבויים מרכזי באום אל גמל.
ב-6 בדצמבר 1948 שוחרר דוד מהשבי עם הפצועים האחרים ועם זקנים וילדים, שנשבו אף הם. הוא הובא לעמק איילון, ושם מסרו אותם ה"ירדנים" לחיילי צה"ל. דוד חי ראה אז לראשונה חיילי צה"ל לבושי מדי שרד וחמושים. הדבר ריגש אותו מאוד, ודמעותיו נזלו מאליהן...אחרי שהייה במלון ברמת-גן הועבר דוד-חי לירושלים ואושפז בבית החולים זיו לטיפול ממושך. הוא עבר סדרה של ניתוחים קשים ואחר כך נשלח לבית ההחלמה של צה"ל בירושלים. לאחר כשלושה חודשים שוחרר מצה"ל.
לאחר שהשתקם, למד דוד-חי הנהלת חשבונות, ועבד בסוכנות היהודית בירושלים במשך כארבעים שנים רצופות, ואחריהן פרש לגימלאות.
משנות פעולתו באצ"ל זוכר דוד-חי בהוקרה מיוחדת את מפקד האצ"ל בעיר העתיקה איסר נתנזון ז"ל, שגם הוא נפצע ונשבה בעיר העתיקה. לאחר שחרורו הקים איסר משפחה לתפארת, אך נפטר בדמי ימיו. "מפקדי ומורי" הוא מכנה אותו.
דוד בנאי נשוי ללבנה (לבית אג'י), ולהם שני בנים וחמישה נכדים.
הם מתגוררים בירושלים.