John Woo, pe numele real Yusen Wu, s-a născut la 22 septembrie 1946, în Guangzhou, China. La vârsta de trei ani a fost diagnosticat cu o afecțiune gravă. În urma unei operații la coloana vertebrală, nu a putut merge normal până la vârsta de opt ani, iar piciorul drept a rămas mai scurt decât cel stâng. În 1953, familia sa a rămas fără adăpost în urma marelui incendiu de la Shek Kip Mei și s-a stabilit în Hong Kong, unde a copilărit. Nu a urmat o școală de film.
În 1969, și-a început cariera în cinematografie la studiourile Shaw Brothers, ca asistent de regie al lui Chang Cheh. A regizat primul său lungmetraj în 1973 și a devenit unul dintre cei mai prolifici regizori din Hong Kong, abordând o varietate de genuri. Consacrarea a venit odată cu A Better Tomorrow (1986), film care i-a adus reputația de maestru al filmelor cu gangsteri, remarcându-se prin stilul vizual inconfundabil și scenele de acțiune elaborate. A colaborat frecvent cu actorul Chow Yun-Fat și cu producătorul Terence Chang.
După succesul internațional al filmului The Killer (1989), a primit un contract la Hollywood și s-a stabilit în Statele Unite. A regizat filme precum Hard Target (1993), Broken Arrow (1996), Once a Thief (1996), Face/Off (1997), Blackjack (1998), Mission: Impossible 2 (2000), Windtalkers (2002), Paycheck (2003), The Robinsons: Lost in Space (2004), Copiii nevăzuți (2005), Bătălia de la Stânca Roșie (2008), Red Cliff II (2009), Love and Let Love (2014), Flying Tiger Heroes (2015), Manhunt (2017), Silent Night (2023) și The Killer (2024). În 2005, a făcut parte din juriul celei de-a 58-a ediții a Festivalului de Film de la Cannes. Este, de asemenea, un bun prieten al regizorului Sam Raimi.
În plan personal, John Woo este căsătorit cu Anne Woo din 1976. Au trei copii, dintre care unul este actrița Angeles Woo. Locuiește în Pacific Palisades, California.