Estudió en el colegio católico San Pedro en su ciudad natal Barquisimeto, donde se destacó en deportes y en música comenzó los estudios de música popular bajo la tutela de su padre, Óscar Dudamel, en su natal Barquisimeto (Venezuela). A la edad de cuatro años, comenzó a estudiar violín en el Sistema de Orquestas Juveniles e Infantiles de Venezuela (El Sistema). Pronto comenzó a estudiar composición musical. Asistió al Conservatorio Jacinto Lara, en donde José Luis Jiménez le dio clase y luego continuó el estudio del violín en la Academia Latinoamericana de Violín con el Maestro José Francisco Del Castillo.
El estudio de la dirección de orquesta lo inicia en 1995, primero con Rodolfo Saglimbeni, luego con José Antonio Abreu. Durante muchos años fue concertino de la Sinfónica Infantil de Venezuela, destacándose desde muy temprano como compositor de pequeños ensambles.
En 1999, lo designaron director de música de la Orquesta Sinfónica Simón Bolívar y de la Orquesta Nacional de la Juventud de Venezuela.
En la actualidad tiene previstos 31 conciertos, en cinco países y con cinco orquestas, además de la Sinfónica de la Juventud Venezolana Simón Bolívar. La agenda del venezolano continúa en agosto con una temporada en el Hollywood Bowl, donde se estrenó como director de la Filarmónica de Los Ángeles en octubre de 2009. Allí, como una de las apuestas centrales de la temporada, dirigirá la ópera Carmen.
En diciembre realizará tres conciertos con la Filarmónica de Berlin, considerada como una de las dos mejores orquestas del mundo - según la revista Gramophone -. El 31 de de ese mismo mes estará en Berlín, pero una semana más tarde, en enero de 2011, comienza la nueva temporada con la Filarmónica de Los Angeles, que incluye una gira por España, Portugal, Alemania, Reino Unido y Francia.
