Wayne Wang s'appelle ainsi à cause de l'acteur John Wayne, acteur préféré de son père. Diplômé du lycée jésuite de Wah Yan, il s'est installe à 18 ans aux Etats-Unis pour étudier au California College of the Arts and Crafts d'Oakland. En 1975, il réalise son film de fin d'étude,
A Man, A Woman And A Killer. Il revient dès lors à Hong-Kong et obtient un poste poste à R.J.H. - Radio and Television Hong Kong - berceau de la nouvelle vague des jeunes réalisateurs hong-kongais.
Il retourne peu après à San Francisco et vit au sein de la communauté de nouveaux immigrants asiatiques qui lui inspire son second long métrage, le thriller
Chan A Disparu (1981). Son troisième film,
Dim Sum : A Little Bit Of Heart, est présenté en première mondiale dans le cadre de la Quinzaine des Réalisateurs au Festival de Cannes 1984 et est cité au BAFTA Award du meilleur film étranger. En 1987, il dirige Mary Elizabeth Mastrantonio et Virginia Madsen dans un thriller à tendance érotique intitulé
Slamdance.
Puis il met en scène
Smoke d'après une comédie dramatique écrite par Paul Auster sur les destins entrecroisés d'un écrivain désespéré (William Hurt) et d'un photographe amateur (Harvey Keitel). Ce film remporte l'Ours d'argent au Festival de Berlin et est nommé au César du meilleur film étranger. Forts de ce succès, Wayne Wang et Paul Auster coréalisent en 1996
Brooklyn Boogie.
Dès lors, de nombreuses stars se bousculent pour tourner sous la direction du cinéaste. On compte Susan Sarandon dans le drame familial
Ma Mere, Moi Et Ma Mere (1999), Molly Parker dans le sulfureux
Le Centre Du Monde, présenté en compétition officielle au Festival de Cannes 2001, ainsi que Jennifer Lopez et Ralph Fiennes dans une version moderne du conte de Cendrillon intitulée
Coup De Foudre A Manhattan (2002). En 2008, il propose
Un Millier D'Années De Bonnes Prières présenté au Festival de San Sebastian et salué par le Concha d'or et prix d'interprétation masculine.