Dans la fratrie Wilson, le cinéma est une affaire de famille. Owen, physique de boxeur avec son nez aux multiples fractures, est sans doute le plus connu des trois, bien que son frère Luke commence à faire son trou, tout comme Andrew.
Sa mère, la photographe Laura Wilson, lui donne naissance le 18 novembre 1968 à Dallas. En 1991, Owen quitte le giron familial avec ses deux frangins, direction la Cité des Anges pour se lancer dans une carrière d'acteur.
C'est en 1996 qu'il se fait remarquer avec Bottle Rocket. A l'origine, c'est un simple court-métrage écrit et réalisé avec le réalisateur Wes Anderson rencontré plus tôt et présenté au festival de Sundance. Mais devant le succès inattendu du court, James L. Brooks leur propose d'en faire une version longue. Les deux compères acceptent et se partagent les rôles. Anderson réalise, Wilson joue. Et les deux scénarisent. Par la suite, les deux amis se retrouveront à plusieurs reprises sur les films Rushmore, La Famille Tenenbaum, La Vie Aquatique et A bord du Darjeeling Limited.
Bien accueilli par la critique, Bottle Rocket permet à Owen Wilson de se faire une place à Los Angeles, où durant plusieurs années, il va multiplier les apparitions dans les grosses productions à l'américaine. On le retrouve ainsi dans Anaconda en 1997, Armageddon en 1998 au côté de Bruce Willis, Hantise en 1999 ou encore En territoire Ennemi en 2001.
Ben Stiller, séduit par la performance de l'acteur, lui offre un rôle dans son film Disjoncté en 1996. Les deux compères, qui deviennent inséparables et sont membres de ce que l'on appelle le Frat Pack, un groupe d'acteurs regroupant Steve Carell, Will Ferrell, Jack Black, Vince Vaughn et Luke Wilson, travaillent ensemble à maints reprises, essentiellement sur des comédies : Mon beau-père et moi en 2001, Zoolander en 2002, Starsky et Hutch en 2004, Une Nuit au musée en 2007...
L'acteur texan est désormais une valeur sûre du cinéma, et on le retrouve aux côtés de Jackie Chan dans Shanghai Kid I et II et de Vince Vaughn dans Sérial Noceur en 2005, ou encore Toi et moi... et Duprée où il partage l'affiche avec Matt Dillon.
Mais l'acteur, à qui l'on prête des relations avec Demi Moore et Sheryl Crow, se remet mal de sa rupture en mai 2007 avec Kate Hudson. Cause à effets, les rumeurs vont bon train quant à sa tentative de suicide le 26 août 2007.
Par conséquent, il n'a pu participer au tournage de Tropic Thunder, la nouvelle production de son ami Ben Stiller, mais est apparu en public à Los Angeles en octobre 2007 pour la première du film A bord du Darjeeling Limited, et lors des Oscars 2008. Pour le plus grand bonheur de ses fans.

Filmographie :
2009 : La Nuit au musée 2, de Shawn Levy
2009 : Marley & Me, de David Frankel
2008 : Drillbit Taylor : garde du corps, de Steven Brill
2008 : A bord du Darjeeling Limited, de Wes Anderson
2007 : La Nuit au musée, de Shawn Levy
2006 : Toi et moi... et Duprée, d'Anthony Russo
2006 : Cars, de John Lasseter
2006 : Martin et la lumière fantôme, de John Lasseter
2005 : Serial noceurs, de David Dobkin
2005 : La Vie aquatique, de Wes Anderson
2005 : Mon beau-père, mes parents et moi, de Jay Roach
2005 : The Wendell Baker Story, de Luke Wilson
2004 : Le Tour du monde en 80 jours, de Frank Coraci
2004 : Starsky et Hutch, de Todd Phillips
2003 : Shanghaï kid II, de David Dobkin
2003 : Espion et demi, de Betty Thomas
2003 : La Grande arnaque, de George Armitage
2002 : La Famille Tenenbaum, de Wes Anderson
2002 : En territoire ennemi, de John Moore
2002 : Zoolander, de Ben Stiller
2001 : Mon beau-père et moi, de Jay Roach
2000 : Shanghaï kid, de Tom Dey
1999 : Rushmore (1999), de Wes Anderson
1999 : Hantise, de Jan de Bont
1999 : Breakfast of Champions, d'Alan Rudolph
1999 : The Minus Man, de Hampton Fancher
1998 : Armageddon, de Michael Bay
1998 : Permanent Midnight, de David Veloz
1997 : Anaconda, de Luis Llosa
1996 : Disjoncté, de Ben Stiller
1996 : Bottle Rocket, de Wes Anderson