Najpoznatiji nam je kao glumac, no 47-godišnji se Owen okušao i u spisateljskim, producentskim i scenarističkim vodama.
Njegova su braća Luke i Andrew također glumci. Nakon diplome iz engleskoga jezika, odlučio se posvetiti glumi. Prvu je ulogu ostvario 1996. u filmu Osvetnici diletanti " redatelja Wesa Andersona . Za njegova je dva sljedeća filma, Rushmore " i Obitelj čudaka ", napisao scenarij, za koji su zaradili nominaciju za Oscara. Nakon toga, glumio je u Nepodnošljivom gnjavatoru " kojeg je režirao Ben Stiller , a dvojac je nastavio suradnju u drami Vječita ponoć ".
U uspješnoj akcijskoj komediji Šangajsko podne " glumio je uz Jackieja Chana , dok je 2001. godine ostvario jednu od poznatijih uloga u komediji Zoolander ", u kojoj je ponovno bio uz bok Benu Stilleru. Gene Hackman je navodno zapazio plavokosog glumca u Šangajskom podnevu" i preporučio ga za jednu od sporednih uloga u akcijskom filmu Iza neprijateljskih linija ". Wilson i Anderson iste su godine surađivali na svom trećem filmu Obitelj čudaka", financijskoj i kritičkoj uspješnici za koju su nominirani za Oscara u kategoriji najboljeg scenarija.
Wilson se vratio žanru prijateljske komedije 2002. filmom Ja, špijun ", a godinu poslije ponovno se ujedinio s Chanom u Šangajskim vitezovima ". Zbog svog gustog rasporeda snimanja i problema sa sinusima, Wilson nije surađivao na scenariju za Andersonov četvrti film Panika pod morem ", ali se pojavio u ulozi Neda Plimptona, sina Billa Murraya. Zajedno s bratom Lukeom utjelovio je braću Wright u filmu Put oko svijeta za 80 dana ".
Uslijedila je uloga u uspješnoj komediji Lovci na djeveruše ", a u Disneyevu/Pixarovu animiranom filmu Auti " dao je glasio Lightningu McQueenu. S djevojkom Kate Hudson glumio je u Svakog gosta tri dana dosta ", a sa Stillerom se pojavio i u filmu Noć u muzeju ", kao kauboj Jedediah. S istim je glumcem surađivao na čak 11 filmova.
Nadalje, pojavio se u još jednom Andersonovu filmu Darjeeling d.o.o. ", u filmu Judda Apatowa Traži se bodyguard" te u adaptaciji bestselera Marley i ja ". Dao je glas jednome od likova iz Andersonova animiranog filma Fantastični gospodin Lisac ". Glumio je u filmu Ponoć u Parizu " redatelja Woodyja Allena , kojeg je i kritika i publika odlično prihvatila, a prošle je godine bio zvijezda Andersonove komedije Hotel Grand Budapest " te filma Skrivene mane " redatelja Paula Thomasa Andersona .
Njegovi su filmovi zaradili više od 2,25 milijarde dolara samo u SAD-u i Kanadi, s prosjekom od 75 milijuna po filmu. Član je komičarskog bratstva poznatog pod nazivom Frat Pack ".
Wilson je poznat po burnom privatnom životu. Bio je u vezi s pjevačicom Sheryl Crow , a na njenom mu je albumu iz 2002. godine posvećena pjesma Safe and Sound", koja je, navodno, i autobiografski prikaz njihove veze.
Glumac je 2007. pokušao samoubojstvo, a njegov je odvjetnik potvrdio da se bori s teškom depresijom. Nekoliko dana nakon hospitalizacije, povukao se iz filma Tropska grmljavina " koji je producirao i u kojem je glumio njegov prijatelj i česti suradnik Ben Stiller. Wilson i njegova tadašnja djevojka Kate Hudson 2008. godine su objavili da se planiraju vjenčati, ali su ubrzo prekinuli. Nedugo zatim vratili su se jedno drugome, ali su 2009. konačno prekinuli.
S nekadašnjom djevojkom Jane Duell ima sina Roberta, ali je njihova veza završila svega pet mjeseci nakon njegova rođenja. U listopadu 2013. njegov je glasnogovornik potvrdio da glumac očekuje dijete s osobnom trenericom Caroline Lindqvist iako nisu bili u vezi. Dobili su sina Finna u siječnju 2014. godine.
Owen Wilson i njegov dugogodišnji suradnik i prijatelj Ben Stiller zvijezde su komedije Dozvola za male Fockere" koju možete gledati u subotu u 22:10 sati na RTL-u.