Оуэн Уилсон родился в Далласе, штат Техас, Отец — директор по рекламе телевизионного канала Роберт Уилсон (род. в 1941). Мать — фотограф Лаура Каннингем (род. 17 октября 1939). Оуэн второй из трёх детей — у него есть старший брат Эндрю и младший брат Люк, которые тоже являются актёрами. Первые его шаги в кино и на телевидении не вызвали особого ажиотажа. Продвижению карьеры способствовала встреча с Беном Стиллером, в дальнейшем другом Уилсона, который начал приглашать Оуэна к участию практически во всех своих проектах: («Образцовый самец», «Знакомство с родителями», «Убойная парочка: Старски и Хатч», «Ночь в музее»). Кроме того, начинающий актёр появлялся во второстепенных ролях в таких блокбастерах, как «Армагеддон».
К 2000 году Оуэн Уилсон был достаточно знаком американской публике, чтобы продюсеры приняли решение взять его на роль напарника Джеки Чана в комедийном вестерне «Шанхайский полдень», за которым последовал сиквел — «Шанхайские рыцари». В 2001 году Уилсон номинировался на «Оскар» за сценарий трагикомедии «Семейка Тененбаум», написанный вместе с другом и постоянным соавтором Уэсом Андерсоном, а в 2005 году сыграл главную роль в самой кассовой комедии года — «Незваные гости», которая обеспечила ему место в высшей лиге голливудских актёров комического амплуа.
Следующий комедийный проект в 2006 году — «Он, я и его друзья» — разрабатывался целиком и полностью под Оуэна Уилсона. В том же году озвучил одного из персонажей мультфильма «Тачки».
