Né dans une famille modeste et presbytérienne, son père est Clyde Leonard Morrison, (1884-1937), d'ascendance irlandaise et écossaise et fils d'un vétéran de la Guerre de Sécession, Marion Mitchell Morrison (1845-1915). Sa mère est Mary Alberta Brown (1885-1970), d'origine irlandaise. En décembre 1912 naquit son frère Robert. Ses parents changèrent alors son identité en Marion Mitchell Morrison (toutefois il a souvent affirmé que son vrai nom aurait été Marion Michael Morrison). Peu après son père eut des lésions aux poumons et fut contraint de "changer d'air" pour sa santé. Il mit en vente sa pharmacie et acheta une maison délabrée près du désert des Mojaves, à Palmdale, et des terres où il décida de faire pousser du maïs. Sa femme et ses enfants vinrent le rejoindre en 1914. "Je crois que c'était une misérable baraque. Ni gaz, ni électricité, ni eau courante. Nous étions absolument coupés du monde." C'est pour aider son père qu'il apprit à se servir d'un fusil et à monter à cheval. "Je suis très à l'aise en selle, mais je ne suis pas amoureux des chevaux. Ils sont seulement utiles dans une ferme ou pour tourner un film."
Lassée du climat rude et de la pauvreté de la famille, Mary Morrison poussa son mari à tout vendre. Ils partirent à Glendale, faubourg de Los Angeles, en 1916, où le père trouva un emploi dans une pharmacie. Ils déménagèrent régulièrement, s'installant à chaque fois dans une maison plus petite. Marion devint vite un bon élève, lisant beaucoup à la bibliothèque municipale. À douze ans, il enchaîna en parallèle des cours des petits boulots : livreur de journaux, livreur, ouvreur du cinéma Palace.
Son premier vrai souvenir d'un film est probablement Les Quatre Cavaliers de l'Apocalypse avec Rudolph Valentino. Grâce à son job d'ouvreur, il pouvait accéder à un très grand nombre de films, dont des westerns avec Harry Carey ou des films d'aventures avec Douglas Fairbanks. Il se lia d'amitié avec Bob Steele, future star de westerns des années 1920. C'est aussi dès cette époque que Marion est surnommé « Big Duke » en référence à son chien, « Little Duke », qu'il emmenait partout avec lui. Au collège, il appartenait aux clubs sportifs et culturels, et fit du théâtre, non comme acteur, mais comme accessoiriste. Ses rares performances d'acteur ne furent pas convaincantes, trop pétrifié qu'il était par le trac.
En 1924, l'Université de Californie du Sud décida de recruter les meilleurs éléments des clubs alentours pour sa propre équipe de football, les Trojans, dont Marion Morrison. Pouvant faire ses études gratuitement grâce à une bourse sportive, il fut aussi initié à une fraternité, Sigma Chi. Il rencontra peu après la vedette Tom Mix, qui assistait à tous les matchs de l'équipe. Appréciant la carrure du jeune homme, il lui offrit un rôle dans un film qu'il devait tourner quelques mois après. Entre-temps, lors d'un weekend à Balboa, il fut victime d'un accident en mer : il se déchira un muscle de l'épaule, tenta vainement quelque temps de continuer le football mais fut évincé de l'équipe, avec toutefois un diplôme de la Fédération de football. Il n'y joua plus jamais. L'été au studio, la star méprisa le jeune Morrison, qui fut toutefois engagé, mais comme accessoiriste.
Après une figuration sur le film The drop Kick, il fut appelé sur le tournage de Maman de mon coeur, dirigé par John Ford, réalisateur déjà respecté à Hollywood. Celui-ci décida un jour de provoquer gentiment le jeune footballeur Morrison en le faisant se mettre en position, puis en lui faisant mordre la poussière. La pareille que lui rendit aussitôt le jeune homme le fit grimper dans l'estime du réalisateur. Il l'embaucha d'ailleurs comme acteur sur son film suivant, La Maison du bourreau, dans un petit rôle de paysan condamné par un juge. John Ford le fit d'abord renvoyer à cause de son comportement (il fut pris d'un fou rire), puis le rappela et tourna la scène.
A partir de 1928, il décida de ne plus aller à l'université. N'ayant plus la bourse accordée grâce à l'équipe de football, il ne pouvait s'offrir les cours. Il retourna à la
Fox et devint accessoiriste pendant trois années. "J'ai été menuisier, manoeuvre, électricien, charpentier, peintre et tapissier. J'ai tout fait, je connais tous les problèmes du métier et les trucs pour les résoudre." Il travailla alors de nouveau avec John Ford, et d'autres réalisateurs, et fit un peu de figuration, notamment dans Words and music, Rough Romance ou Cheer up and smile. Dans Salute, il se confronta pour une des premières fois à un autre étudiant-footballeur voulant participer au film de Ford,
Wardell Bond. Dans Hommes sans femmes il fut engagé comme cascadeur, mais payé au tarif d'un accessoiriste.
Le cinéma parlant avait rendu difficile la réalisation de westerns. Le réalisateur Raoul Walsh prouva le contraire en co-réalisant In Old Arizona qui fut un gros succès. La
Fox voulu alors lui confier la réalisation d'un grand western, au budget de un million de dollars. Des acteurs de théâtre furent engagés : Tyrone Power et Ian Keith. Pour le rôle principal, le choix s'orienta vers Gary Cooper, mais indisponible car sous contrat avec Samuel Goldwyn. Walsh remarqua alors par hasard cet accessoiriste qui déchargeait un camion, Duke Morrison, puis décida de lui faire faire un bout d'essai. Le producteur délégué et le réalisateur décidèrent juste après de lui faire changer de nom. Par admiration pour le général Anthony Wayne, on lui trouva un nom. Et tout bêtement parce que "John" faisait américain et simple, on lui donna ce prénom. Ainsi Duke Morrison devint John Wayne, sans même avoir été consulté.
Le tournage de La Piste des géants commenca à Yuma. Wayne fut victime d'une dysenterie qui l'obligea à un régime et lui fit perdre trois semaines de tournage. Le film fut tourné en 70mm, près de vingt ans avant le CinemaScope. La première mondiale eut lieu le 24 octobre 1930 dans un grand cinéma de Hollywood et la société de production fit faire à sa nouvelle vedette une promotion mensongère, lui inventant une nouvelle biographie. Le film fut un échec notoire et la conséquence pour John Wayne fut de redevenir un acteur inconnu, sous contrat, à 75 dollars la semaine. De plus, il se fâcha quelque temps avec John Ford.
Duke fut engagé en 1930 pour tourner Girls demand excitement, une comédie musicale dirigée par un chorégraphe de New York parfaitement inexpérimenté, avec Virginia Cherrill. Puis avec Loretta Young, ce fut Three girls lost. Présenté le 1er mai 1931, le film fut résumé par un critique par "Tout cela est assez idiot !". La
Fox ne renouvela pas le contrat de John Wayne, qui fut embauché par Harry Cohn, grand patron de la Columbia, qui lui fit tourner un autre film sans intérêt, Men are like that. Ces films permirent toutefois à Wayne de se faire un public. Mais une brouille avec Cohn lui fit perdre son statut de vedette, et il devint un second rôle, au profit de Tim McCoy notamment. Il n'oublia jamais cette offense et, devenu une grande vedette, refusa toujours de tourner pour la Columbia.
La mode était aux films d'aviation. John Wayne, qui venait de prendre un agent, Al Kingston, tourna L'ombre d'un aigle. C'est sur ce tournage qu'il rencontra Yakima Canutt, qui allait devenir l'un des cascadeurs les plus connus du cinéma américain. Il enchaîna avec Hurricane express où il interprétait un aviateur décidé à venger son père, tué dans un accident de chemin de fer. Le 24 juin 1933, il se maria enfin à celle qu'il aimait depuis des années, Josie (Josephine Saenz). Amie avec Loretta Young, cette dernière lui permit d'obtenir un petit rôle, celui d'un boxeur, dans La Vie de Jimmy Dolan avec Douglas Fairbanks. Al Kingston arrangea ensuite un entretien avec Trem Carr et Leo Ostrow qui venaient de fonder la société Monogram Pictures et Duke se vit offrir un contrat de huit westerns par an, payés 2500$. Il tourna la même année Les Cavaliers du destin où il fut un cow-boy chantant. Exaspéré par cette expérience humiliante, il déclara plus tard que sa chansonnette en play-back lui donnait l'impression "d'être une foutue pédale". Pourtant cette époque laissa à Wayne de bons souvenirs, il déclara plus tard : "D'avril à septembre on travaillait comme des dingues pour fournir de la pellicule aux petites salles qui achetaient la production en bloc et d'avance. Puis, à la fin de l'été, je filais chasser la palombe. Ensuite c'était la saison des oies sauvages et des canards. Oui c'était le bon temps".
Marié et à présent père, John Wayne refusa un nouveau contrat de 24 000 $ proposé par Herbert J. Yates pour Monogram Pictures, las de vivre loin de sa famille et de ses enfants. Il s'essaya sans succès à la gestion d'une agence immobilière. Puis, sous le nom de Duke Morrison, devint boxeur et fit quelques combats dans le Nevada. Encore une fois, sans grand succès. Résolu à revenir au cinéma, il tenta de se faire remarquer par Cecil B. DeMille, en vain. Son ami Paul Fix lui proposa alors une pièce de théâtre, Red Sky At Evening, avec Sally Blane. D'abord enthousiasmé, il déchanta assez vite, se rappelant ses expériences navrantes de jeunesse. La seule et unique représentation fut un désastre : ayant vidé une bouteille de whisky pour se donner du courage, Wayne entra sur scène ivre-mort, oubliant ses répliques et demandant "Où suis-je ?".
Il reprit alors le chemin des studios et tourna pour Universal quelques films où il abandonnait son personnage de cow-boy. Entre 1936 et 1937, il tourna ainsi Les Pirates de la mer, Conflic où il joua un boxeur, I Cover de war dans le rôle d'un reporter, et L'idole de la foule. Produits à coûts réduits, ces films furent des échecs cuisants. Son public fidèle ne voulait de John Wayne qu'il ne fut qu'un cow-boy, sachant se battre et manier son pistolet. Il revint alors vers Herbert J. Yates et tourna d'autres films médiocres, dont certains ne furent sortis qu'une fois John Wayne devenu une star.
À l'été 1937, John Ford invita Wayne à bord de son bateau, l'Araner, et lui donna à lire un scénario de Dudley Nichols, La Chevauchée fantastique, pour avoir son avis quant à l'acteur qui pourrait endosser le premier rôle. Vexé, il proposa néanmoins Lloyd Nolan. Ce n'est que le lendemain que Ford lui demanda "Idiot, tu penses que tu ne pourrais pas le jouer le rôle ?". Mais les producteurs envisageaient plutôt des vedettes confirmées : Gary Cooper et Marlène Dietrich. Le réalisateur réussit finalement à imposer Wayne et Claire Trevor, ainsi que d'autres acteurs expérimentés, tels que Thomas Mitchell ou George Bancroft.
Le film fut tourné d'octobre à décembre 1938, avec un budget modeste. Quelques scènes furent filmées à Monument Valley, le reste en Californie. Yakima Canutt doubla John Wayne, notamment lors de la grande attaque de la diligence. Ce dernier fut tout au long du tournage tyrannisé par le réalisateur, Ford le reprenant sans cesse sur sa façon de marcher, de jouer, de parler. « Je l'aurais tué. Il me mettait en rage. Mais Ford savait ce qu'il faisait. Il savait que j'avais honte d'être un cow-boy de westerns de séries B et de me retrouver là, en compagnie de ces grandes vedettes. » Ford offrit à son acteur vedette l'une des « plus belles entrées de star de l'histoire du cinéma », avec son fameux mouvement de caméra laissant apparaître Ringo Kid, une selle dans une main, un fusil dans l'autre.
La Chevauchée fantastique fut un succès public et reçut sept nominations aux Oscar du cinéma. Les conséquences furent nombreuses : le western comme genre de cinéma fut réhabilité (le critique Frank S. Nugent écrivit : "Dans un grand geste superbe, John Ford a balayé dix ans d'artifice et de compromis et a réalisé un film qui fait chanter la caméra") et John Wayne sortit enfin de l'impasse dans laquelle il se trouvait depuis le début des années 1930.
Le succès international de La Chevauchée fantastique fit de John Wayne une star, auprès du public et des réalisateurs. Son salaire fut multiplié par trois, puis par onze en 1946, et il devint alors un des acteurs les plus chers avec Gary Cooper ou Clark Gable. Il retrouva le réalisateur Raoul Walsh en 1940 pour un western sur fond de guerre civile, L'Escadron noir, avec Claire Trevor. La même année, il fut engagé pour incarner un Américain accueillant des réfugiés allemands fuyant le régime nazi dans Les Déracinés, et retrouva John Ford pour Les Hommes de la mer. Tourné rapidement et pour un coût relativement modeste, le film ne fut pas un succès public. De plus, Wayne n'était toujours pas pris au sérieux par le réalisateur qui ne le pensait pas capable de jouer des rôles plus complexes. Il tourna un dernier film cette année 1940, La Maison des sept péchés, première collaboration avec Marlène Dietrich, avec qui il s'entendit à merveille.
Il fut contacté par le réalisateur Cecil B. DeMille. Wayne, qui n'avait pas oublié sa première rencontre infructueuse avec lui, refusa de jouer dans son film, en lui adressant une longue notice visant à modifier le scénario. DeMille le rappela, se fit prier, et après plusieurs discussions, obtint que John Wayne tourna dans Les Naufrageurs des mers du sud, en compagnie de Ray Milland et Paulette Goddard, l'histoire d'un pilleur d'épaves dans les Caraïbes. Le tournage fut agréable, l'entente parfaite, ce qui fit déclarer à Wayne : "Après avoir tourné avec lui, j'ai pu garder la tête haute, en dépit des films dégueulasses que je devais faire pour Republic." L'année 1942 vit également Lady for a Night, de Leigh Jason avec Joan Blondell pour partenaire.
Après l'entrée en guerre des États-Unis, John Wayne voulut s'engager et partir combattre en Europe. Mais, marié et père de quatre enfants, sa demande fut rejetée plusieurs fois, et sa participation se réduisit à des visites dans des camps. Il déclara plus tard : "J'ai toujours eu honte de ne pas avoir combattu. Lorsque j'interprète un officier à la tête de son commando, j'ai une piètre opinion de moi-même." Toutefois, sa réelle volonté de s'engager, est aujourd'hui encore remise en question, Wayne n'ayant peut-être pas voulu mettre en péril sa récente gloire et son début de carrière prometteur.
Il retrouva Marlène Dietrich en 1942 dans une nouvelle adaptation du roman de Rex Beach, Les Écumeurs avec un jeune premier, Randolph Scott, puis dans La Fièvre de l'or noir, qui connut un accueil chaleureux de la part du public. Wayne incarna également un pilote de l'armée américaine combattant les Japonais dans Les Tigres volants, film de propagande réalisé par David Miller. Sacramento, un nouveau western, fut choisi par John Wayne car il devait incarner un pharmacien, une manière de rendre hommage à son père décédé en 1938.
Les années suivantes, John Wayne tourna une série de films de guerre : Quelque part en France de Jules Dassin où il incarna un pilote réfugié en Normandie, puis Alerte aux marines. Aux côtés de Anthony Quinn, il incarna un colonel américain luttant avec les résistants philippins dans Retour aux Philippines. Républicain et patriote, Wayne critiqua par la suite le travail du réalisateur Edward Dmytryk, qui fut lié au parti communiste et figura sur la liste des Dix d'Hollywood, ainsi que le scénario. Il retrouva ensuite John Ford pour Les Sacrifiés - qui se déroule pendant la guerre du Pacifique - aux côtés d'un jeune acteur, Robert Montgomery. Le film rapporta de l'argent et se classa parmi les vingt plus gros succès de l'année.
Entre temps, John Wayne revint au western dans L'Amazone aux yeux verts, revenant sur sa déclaration de ne plus jamais en tourner. Scénarisé et interprété par son ami Paul Fix, le film imposa durablement l'image virile, nonchalante et misogyne de son personnage. Il enchaîna par la suite quelques films passés inaperçus, La Femme du pionnier, Sans réserve avec Claudette Colbert et L'Ange et le mauvais garçon. Pour faire "rentrer l'argent", il tourna également Taïkoun, de nouveau avec Anthony Quinn. En 1948, John Wayne, devenu une vedette importante, faisait partie des acteurs préférés du public américain, avec Clark Gable, Gary Cooper et Humphrey Bogart.
En 1947, John Ford tourna le premier volet d'une trilogie consacrée à la cavalerie américaine, Le Massacre de Fort Apache avec pour vedettes Henry Fonda et John Wayne dans un rôle d'officier "humain et pacifiste". Tourné à Monument Valley pour un budget modeste, le film réunit également Ward Bond et Victor McLaglen. John Wayne, habitué aux humeurs du réalisateur, fut un soutien psychologique précieux pour le jeune John Agar, martyrisé par Ford. L'accueil public fut chaleureux. Il enchaina avec un rôle de nouveau refusé par Gary Cooper, celui de Tom Dunson dans La Rivière rouge de Howard Hawks qui signa là son premier western. Dans un rôle de cow-boy dur et brutal, Wayne eut pour partenaire Montgomery Clift avec qui il ne s'entendit pas immédiatement. Ce film tourné en extérieurs fut également un grand succès, rapportant plus de dix millions de dollars. Et s'il ne fut pas récompensé, John Wayne impressionna John Ford qui déclara par la suite à
Hawks : "Je ne savais pas que ce grand fils de pute pouvait jouer".
En 1948, il engagea à nouveau John Wayne pour Le fils du désert, film en technicolor avec Harry Carey Jr., tourné dans la vallée de la Mort. Wayne tourna ensuite deux films, Le Réveil de la sorcière rouge avec Gail Russell et Le Bagarreur du Kentucky avec Oliver Hardy, western sans moyens. Deuxième épisode de la trilogie de la cavalerie de
Ford, La Charge héroïque fut tourné en 1949 à Monument Valley et remporta un grand succès. L'année suivante,
Rio Grande, suite du
Massacre de Fort Apache, le mit en scène aux côtés de Maureen O'Hara qui devint une partenaire fidèle en même temps qu'une grande amie.
John Wayne enfila de nouveau l'uniforme de l'armée américaine dans trois films : Iwo Jima de Allan Dwan, pour lequel il fut nominé aux Oscars, Opération dans le Pacifique puis Les Diables de Guadalcanal de Nicholas Ray (qui désavoua le film par la suite, au même titre que Wayne qui le considérait comme une oeuvre mineure), clôturant ainsi sa série de films en hommage aux combattants de la guerre du Pacifique.
Quelques films emblématiques, appartenant à l'anthologie du cinéma : La Chevauchée fantastique, L'Homme qui tua Liberty Valance,
Rio Bravo, La prisonnière du désert, L'Homme tranquille.
En 1964, on diagnostique chez Wayne un cancer du poumon. Des rumeurs affirment que le responsable de ce cancer était le site nucléaire de Yucca Flat, proche du plateau de cinéma lors du tournage du film Le Conquérant. Patriote, John Wayne pensait que les six paquets de cigarettes qu'il fumait par jour en étaient la cause.
Toujours présent à l'écran dans des premiers rôles malgré la maladie jusqu'en 1976, il décède finalement d'un cancer de l'estomac le 11 juin 1979. D'après son fils Patrick, il se convertit au catholicisme peu avant sa mort . Il est enterré au cimetière de Pacific View à Corona del Mar.
John Wayne était connu pour ses opinions patriotiques, anti-communistes et conservatrices. Star du parti républicain, il s'impliqua dans la création de la « Motion Picture Alliance for the Preservation of American Ideals », une association américaine de cinéma conservatrice. S'il n'a pas été incorporé pendant la Seconde Guerre mondiale pour des raisons familiales, il a toujours soutenu l'effort de guerre américain : il incarnera toutes les catégories de soldats américains et cosigne, en 1968, avec
Les Bérets verts le seul film américain ouvertement pro-guerre du Vietnam.
En 1964, il soutient encore la candidature de Barry Goldwater à la présidence des Etats-Unis et en 1968, est approché pour être lui-même le candidat du parti républicain. Il déclina la proposition au prétexte qu'il ne pensait pas que le public pourrait envoyer un acteur à la Maison Blanche. Il fut même approché pour être le colistier du candidat dixiecrat George Wallace. Il ne donna pas suite. John Wayne fut cependant un ardent soutien de son ami, l'acteur Ronald Reagan, lors de ses candidatures au poste de gouverneur de Californie en 1966 et 1970.