欧文出生于美国德州达拉斯，爱尔兰裔美国人，家庭信仰罗马天主教。母亲劳拉·康宁汉·威尔逊是一名知名摄影师，父亲罗伯特·安德鲁·威尔逊是一名广告行政人员及一间公共电视台的导播。欧文曾进入兰普莱特学校就读，2005年曾经造访母校；也曾就读德州圣马克学校，不过在高一时期因为了数学作业而偷窃数学老师的教科书，所以被踢出学校。之后毕业于新墨西哥军校。
1991年，欧文与两个兄弟路克以及安德鲁一同搬到洛杉矶，展开演艺生涯。1994年以自编自演的《Bottle Rocket》踏入影坛，其后出演了《狂蟒之灾》、《世界末日》、《鬼入侵》等卖座的影片，2000年在与香港功夫巨星成龙合作主演《上海正午》之前，欧文·威尔森虽然也曾在几部颇为有名气的影片中露面，但一直无缘担当主角。
《上海正午》在欧美的大获成功，使得欧文在好莱坞闯出了一片天地。凭借强烈的个人风格，欧文出现在多部喜剧片中并担当主角，均获得不错的口碑，使他跃升好莱坞一线明星的行列。2001年接连主演的《深入敌后》、《祖兰德》、《特伦鲍姆一家》均叫好又卖座，已一跃成为当前好莱坞最为炙手可热的男星之一，星路一片坦途。2004年与本·斯蒂勒合作的重拍片《警界双