Enarque, diplômé de l'Institut d'études politiques de Paris, Didier Houssin a exercé des fonctions internationales au ministère de l'Industrie de 1983 à 1987, puis a été détaché auprès de Total jusqu'en 1990 comme conseiller aux affaires européennes. Nommé sous-directeur des affaires économiques et financières au ministère de l'Industrie puis directeur des ressources énergétiques et minérales de 1997 à 2004, il rejoint ensuite le BRGM comme directeur général délégué.
A partir de 2007, Didier Houssin poursuit sa carrière à l'Agence internationale de l'énergie (AIE) où il est directeur des marchés et de la sécurité énergétiques puis directeur des politiques et des technologies énergétiques durables.