Томас Вудро Вильсон родился 28.12.1856 в Стаунтоне (штат Виргиния), в семье доктора богословия. Предки его отца эмигрировали в США из Ирландии, предки матери — из Шотландии. Фамилия матери — Вудро, стала его вторым, а в дальнейшем — первым именем. После начала Гражданской войны родители Вильсона выступили в поддержку Конфедерации.

Томас не учился читать приблизительно до 12 лет, испытывая трудности при обучении. Потом он осваивал стенографию и прилагал значительные усилия к тому, чтобы компенсировать отставание в учёбе. Он учился дома у отца, затем — в маленькой школе в Августе (штат Джорджия). В 1873 он поступил в колледж Дэвидсона в Северной Каролине, в котором готовили служителей пресвитерианской Церкви. В том же году Вудро присоединился к Колумбийской Первой Пресвитерианской Церкви и оставался её членом до конца своих дней.

В 1875-1879 Вильсон обучался в Принстонском университете, активно интересовался политической философией и историей, был активным участником неформального клуба обсуждения, организовал самостоятельное Либеральное дискуссионное общество. В 1879 он поступил в юридическую школу Виргинского университета, но в конце 1880 из-за слабого здоровья уехал домой в Уилмингтон, где продолжил самостоятельные занятия. В 1882 в Атланте он успешно сдал экзамен на право заниматься юридической практикой.

Вместе с одним из однокурсников по Виргинскому университету в мае 1882 Вильсон начал юридическую практику, но быстро разочаровывался в юридической работе и в июле 1883 оставил юридическую практику, чтобы начать академическую карьеру. В апреле 1883 он поступил в аспирантуру в Университет Джонса Хопкинса, чтобы выучиться на доктора философии в области истории и политологии. Получив в 1886 докторскую степень, Вильсон уехал преподавать историю в женский колледж Брин-Мор, около Филадельфии, затем перебрался в университет Уэслиан (штат Коннектикут), а в 1890 его пригласили преподавать политические науки в Принстонском университете.

В ноябре 1910 его избрали губернатором штата Нью-Джерси. На посту губернатора он не следовал партийной линии и сам решал, что ему нужно делать. Вильсон провёл в Нью-Джерси ряд социальных законов (например, страхование рабочих от несчастных случаев). В силу всего этого он стал известен за пределами своего региона.

В 1912 Вудро Вильсон баллотировался в президенты от Демократической партии. Его кандидатура была выдвинута как компромиссная после длительного внутрипартийного кризиса. Его основными соперниками были действующий в то время президент США Уильям Тафт от Республиканской партии и экс-президент США Теодор Рузвельт, который создал Прогрессивную партию. Рузвельт и Тафт соперничали за голоса республиканцев, внося раскол и смятение в лагерь их сторонников, что значительно облегчило задачу демократу Вильсону. Вудро Вильсон стал первым президентом-южанином после Закари Тейлора, избранного в 1848. Он был единственным президентом США, имевшим докторскую степень.

В течение первого президентского срока Вудро Вильсон проводил экономические реформы в рамках политики "Новой свободы" — создание Федеральной резервной системы, банковскую реформу, антимонопольную реформу, во внешней политике занимал нейтральную позицию, стараясь удержать страну от вступления в Первую мировую войну.

В 1916 Вильсон предложил свои услуги в качестве посредника, но воюющие стороны не отнеслись к его предложениям серьёзно. Республиканцы, возглавляемые Теодором Рузвельтом, критиковали Вильсона за миролюбивую политику и нежелание создавать сильную армию. Вместе с тем, Вильсон, считавший, что гонка вооружений приведёт к втягиванию США в войну, завоевал симпатии пацифистски настроенных американцев.

Вильсон активно выступал против неограниченной подводной войны, которую развязала Германия, и в которон немецкие военно-морские силы уничтожали корабли, входящие в зону, прилегающую к Великобритании. 7.05.1915 немецкая подводная лодка потопила пассажирский лайнер Лузитания, погибли более 1000 человек, из них 124 американца, что вызвало возмущение в США. В 1916 Вильсон выдвинул ультиматум Германии о прекращении неограниченной подводной войны, а также отправил в отставку своего пацифистски настроенного госсекретаря Брайана. Германия согласилась с требованиями Вильсона, после чего тот потребовал у Великобритании ограничить морскую блокаду Германии, что привело к осложнению англо-американских отношений.

В 1916 Вильсон был повторно выдвинут кандидатом в президенты. Главным лозунгом Вильсона было "Он уберёг нас от войны", но выиграл выборы у кандидата от республиканцев Чарльза Эванса Хьюза с небольшим перевесом. Подсчёт голосов длился несколько дней и вызывал споры.

Почти сразу после начала второго президентского срока (6.04.1917) США вступили в войну. В своей речи об объявлении войны Вильсон заявил, что если бы США не включились в войну, вся западная цивилизация могла бы быть разрушена. Чтобы подавить пораженческие настроения у себя дома, Вильсон провел через Конгресс Закон о шпионаже (1917) и Закон о мятеже (1918), направленные на подавление антибританских, антивоенных или пронемецких настроений. Он поддерживал социалистов, которые, в свою очередь, поддерживали участие в войне. В связи с тем, что не было регулирования цен, розничные цены резко возросли. Когда был увеличен подоходный налог, больше всего пострадали работники умственного труда.

Во время войны США неоднократно вмешивались в дела стран Латинской Америки, особенно Мексики, Гаити, Кубы, Панамы. США ввели войска в Никарагуа и использовали их для поддержки одного из кандидатов в президенты Никарагуа, затем вынудили их заключить соглашение Брайана-Чаморро ( 5.08.1914), по которому США получили в аренду на 99 лет острова Корна и право на строительство в заливе Фонсека военной базы. Помимо этого США "на вечные времена" предоставлялось право строительства и эксплуатации межокеанского канала на территории Никарагуа. Американские войска в Гаити вынудили местный парламент выбрать кандидата, поддержанного Вильсоном, и занимали Гаити с 1915 по 1934.

После того, как в России произошла Октябрьская революция и она вышла из войны, союзники послали войска, чтобы предотвратить присвоение большевиками либо немцами оружия, боеприпасов и других поставок, которые союзники осуществляли в помощь Временному правительству. Вильсон послал экспедиции на Транссибирскую железную дорогу, в ключевые портовые города Архангельск и Владивосток с целью перехватить поставки для Временного правительства. В их задачи не входила борьба с большевиками, однако несколько столкновений с ними имели место. В конце Первой мировой войны Вильсон вместе с Лансингом и Колби заложил основы для "холодной войны" и политики сдерживания.

В своей речи перед Конгрессом 8.01.1918 Вудро Вильсон сформулировал свои тезисы о целях войны, получившие известность как "Четырнадцать пунктов", в которых были продекларированы принципы послевоенного мироустройства, предусматривающие свободу международной торговли, разрешение территориальных споров на основе справедливости.

После завершения Первой мировой войны Вильсон провёл шесть месяцев в Париже, участвуя в Парижской мирной конференции, став первым президентом США, посетившим Европу при исполнении должностных обязанностей. Он постоянно работал над продвижением своих планов, добился включения положения о Лиге Наций в Версальское соглашение.

За свои усилия по поддержанию мира в 1919 Вильсон получил Нобелевскую премию мира (всего Нобелевскую премию мира получили четыре президента США). Однако Вильсон был не в состоянии добиться ратификации Сенатом соглашения о Лиге Наций, и США не присоединились к ней. Историки признавали неудачную попытку вхождения в Лигу Наций как самую большую неудачу администрации Вильсона.

Из-за того, что Вильсон уделял недостаточное внимание проблемам демобилизации после войны, 4 млн солдат были отправлены домой с небольшим количеством денег. Вскоре возникли проблемы в сельском хозяйстве, очень многие фермеры разорились. В 1919 прошли волнения в Чикаго и других городах. После ряда нападений радикальных анархистских групп в Нью-Йорке и других городах Вильсон направил генерального прокурора Митчела Палмера положить конец насилию. Было принято решение об аресте внутренних пропагандистов и высылке внешних.

В 1919 Вильсон активно агитировал за ратификацию соглашения о Лиге Наций, ездил с выступлениями по стране, в результате чего стал испытывать физическое перенапряжение и усталость. 2.10.1919 он перенёс тяжёлый инсульт, в результате которого у него парализовало всю левую сторону тела и он ослеп на один глаз. В течение нескольких месяцев он мог передвигаться только в инвалидной коляске, впоследствии он мог ходить с тростью. Вильсон был практически полностью недееспособным до конца президентского срока, однако этот факт был скрыт от широкой публики до его смерти.

В последние годы Вильсон порвал отношения со многими своими политическими союзниками. Он хотел идти на третий срок, но Демократическая партия его не поддержала. Он умер 3.02.1924.