I EU:s Brexit-riktlinjer anges att man bör ta itu med de irländska gränsfrågorna innan man kan inleda förhandlingar om ett handelsavtal.
Davis sade att det var "helt ologiskt" att tro att gränsfrågorna kan skiljas från ett handelsavtal.
Han talade på ITV: s Peston på söndag.
Davis sade att förhandlingsfaserna nu skulle bli "sommaren".
Brexitministern sade att Förenade kungariket söker ett "mycket ambitiöst" handelsavtal med EU, vid sidan av ett tullarrangemang.
Han sade: "Hur i hela världen löser ni frågan om gränsen om ni inte vet vad tullavtalet är, vad frihandelsavtalet är, om ni behöver ta ut avgifter vid gränsen?"
Sinn FÃ©in ordförande Gerry Adams sade att Davis kommentarer är "en direkt utmaning för den irländska regeringen och för den förhandlingsposition som Michel Barnier skisserade när han besökte Dublin förra veckan".
Michel Barnier, EU:s chefsförhandlare, upprepade EU:s föredragna fas i ett tal till det irländska parlamentet och sade att "tillräckliga framsteg" måste göras i de inledande frågorna innan man övergår till ett handelsavtal.
Richard Adams sade att Davis "betonar behovet av att den irländska regeringen skyndsamt pressar Europeiska rådet att säkerställa den nordliga särskilda statusen inom EU".
Tony Blair talade i Irland på fredag och varnade för att en hård gräns på ön skulle bli en "katastrof".
Den före detta premiärministern i Förenade kungariket berättade för parlamentsledamöterna i länet Wicklow att han ansåg att det fanns en "gemensam önskan" att göra Nordirland till ett "särskild fall" i Brexit-samtalen.
Förenade kungariket och de irländska regeringarna har båda sagt att de inte vill ha en återgång till tullstationer vid gränsen efter det att Förenade kungariket lämnat EU.
EU:s förhandlingsriktlinjer kräver en "flexibel och kreativ" strategi i tullfrågan.
Michel Barnier besökte ett livsmedelsexportföretag i länet Monaghan i fredags och sade att han ville "arbeta med alla dessa människor på plats för att hitta lösningar" på gränsfrågan.
Han beskrev de kommande Brexitsamtalen som "extraordinära och mycket komplexa och svåra".
"Denna förhandling kommer inte bara att vara finansiell, juridisk eller teknisk - enligt min mening kommer den först [vara] mänsklig och social och ekonomisk", sade den franska politikern.
På torsdag sade Michel Barnier att den irländska gränsfrågan skulle vara en av hans tre prioriteringar i förhandlingarna och tillade att han skulle arbeta för att undvika en hård gräns.
Men han betonade att det måste finnas någon form av tullkontroller till följd av Brexit.
Brexit-sekreteraren David Davis har sagt att han inte accepterar att irländska gränsfrågor kan lösas i det första skedet av Förenade kungarikets förhandlingar med EU.