伍仕贤出生于中国台湾，从小随父母生活在中国、美国、澳大利亚、和加拿大。曾就读于美国华盛顿大学电影艺术系、大三转学到北京电影学院导演系。毕业后，伍仕贤拍了许多内地和国际的电视广告与MV。他2001年自编自导的电影剧情短片《车四十四》获得了威尼斯国际电影节评委会特别奖、 美国圣丹斯电影节评委会特别奖、和戛纳及八个国际电影节的奖项和提名，成为第一部在重量级国际电影节获奖的中国电影短片。
伍仕贤的第一部长片是他自编自导的都市爱情喜剧电影《独自等待》。这部深受内地广大观众喜爱的电影由夏雨、李冰冰和龚蓓苾领衔主演，周润发等影星友情客串，2005年底上映后在国内引起很大反响并获得了北京大学生电影节最佳处女作、最佳男主角奖，并获选第17届东京国际电影节影展及金鸡奖包括最佳影片在内的三项提名。如今《独自等待》已被众多80、90后奉为经典国产爱情喜剧，如今在豆瓣等同类网站仍然保持着国产爱情喜剧片的最高评分。
据国内媒体调查，伍仕贤是“中国最有号召力的年轻导演之一”；2008年美国业内电影杂志Variety把伍仕贤称为"中国最值得关注的年轻导演之一"。2012年，伍仕贤自编自导的剧情兼心里悬疑电影《形影不离》是