Naunton Wayne débute au théâtre en 1920, au Pays de Galles, avant de venir à Londres en 1928, où il joue régulièrement jusqu'à la fin des années 1960. Au cinéma, il participe à trente films britanniques entre 1932 et 1961. À la télévision, après un téléfilm pionnier en 1938, il apparaît dans trois séries, en 1961 et 1969, année où il se retire.
L'un de ses films les plus connus est Une femme disparaît (1938) d'
Alfred Hitchcock, dans lequel il forme, avec son compatriote
Basil Radford (1897-1952), le duo semi-comique (amateur de cricket) Charters et Caldicott (en). Wayne et Radford collaborent ensemble à douze films entre 1938 et 1949, dont trois autres, après Une femme disparaît, où ils reforment le duo pré-cité (ainsi, dans
Train de nuit pour Munich, en 1940). Ils se retrouvent également au théâtre et à la radio, jusqu'au décès brutal de Radford en 1952, lors d'une émission radiophonique.