Originaire de l'Oklahoma, où il naît en 1912, il quitte sa ville natale d'Okemah à l'âge de 19 ans pour le Texas. Là-bas, il gagne sa vie en tant que musicien de rue et donne occasionnellement des petits concerts. C'est à cette époque qu'il rencontre sa première épouse, Mary Esta Jennings, avec laquelle il aura trois enfants. Il commence à écrire ses propres chansons à partir de 1932. Trois ans plus tard, la région est ravagée par des vents de poussières violents et dévastateurs, le Dust Bowl. Ces évènements lui inspireront d'ailleurs la chanson "So Long It's Been Good to Know Yuh" (aka "Dusty Old Dust"). En 1937, Woody quitte femme, progénitures et émigre en Californie - où sa famille le rejoindra quelques mois plus tard.
Ému et choqué par les mauvaises conditions de vie des émigrants, il commence à écrire des chansons sur ce thème ("Do Re Mi", "Oklahoma Hills", "Philadelphia Lawyer") et s'illustre même politiquement - Guthrie est profondément de gauche, à tendance communiste même.
A la fin des années 30, ses chansons sont de plus en plus écoutées et l'artiste acquiert une jolie réputation. Il traverse alors les Etats-Unis pour rallier New-York, où il enregistre son premier album, Dust Bowl Ballads. Sa popularité monte en flèche. Ses protest-songs fédèrent, à l'image de "This Land is Your Land" (février 1940), chanson écrite en réaction à "God Bless America", l'hymne des Etats-Unis. Il intègre bientôt les Almanac Singers, groupe de chanteurs militants et contestataires. Parti en tournée avec eux, il compose alors moult chansons contre la guerre, contre le fascisme, au moment même où son pays entre dans la seconde guerre mondiale.
En 1945, il se marie pour la deuxième fois, avec Marjorie Mazia. Quatre enfants naîtront de cette union. Père d'une tribu de sept bambins au total, Woddy Guthrie s'essaie alors à la composition de musique pour enfants. Une expérience qui va vite tourner court lorsqu'en 1948, un avion ramenant une trentaine de fermiers Mexicains au pays s'écrase. Un choc pour Guthrie qui lui inspirera le poème "Deportee (plane wreck at Los Gatos)", plus tard repris par nombre d'artistes comme la country woman Dolly Parton, Bob Dylan, Joan Baez ou encore... Arlo Guthrie, un des fils de Woody et de Marjorie.

Souffrant de graves problèmes de santé, le chanteur folk quitte sa seconde famille et retourne en Californie, où il se remariera une troisième fois (et aura encore un enfant). Souffrant de chorée de Huntington, maladie génétique qui a emportée sa mère, Woody passe d'hôpital en hôpital avant de décéder en octobre 1966, à New-York. Il avait 55 ans. Son influence a été considérable sur le genre folk et de nombreux albums seront commercialisés après sa mort.