Winona nació en la ciudad que le dió el nombre. Su madre es Cynthia Palmes, autora, productora y editora de vídeo y su padre es Michael Horowitz, también autor y editor, y además publicista y librero anticuario. A pesar de que su madre es Budista y su padre ateo, ella se considera judía, debido a su ascendencia, ya que, sus abuelos eran judíos inmigrantes de Rusia, y parte de sus familiares murieron en el Holocausto. Cynthia había estado casada anteriormente y ya tenía una hija llamada Sunyata y un hijo llamado Jubal. También tiene un hermano menor, Yuri, que nació cinco años después del nacimiento de Winona. De pequeños todos iban al colegio subidos en "Verónica", una furgoneta pintada con colores psicodélicos.

El matrimonio viajaba con sus hijos de comuna en comuna hasta que, cuando Winona tenía 7 años, la familia se instaló en una comuna con otras 7 familias hippies. No tenían televisión pero, como su madre trabajaba en un teatro callejero donde representaban clásicos, Winona comenzó a sentir atracción por el mundo del espectáculo.

Al poco tiempo, la familia se trasladó a Petaluma, en California, y establecieron su primer hogar estable. Allí comenzó a pasar mucho tiempo, acompañada de su madre, viendo y volviendo a ver viejas películas en blanco y negro, algo que confiesa que le fascina. Muchas de sus actrices predilectas son las protagonistas de esas películas: Bette Davis, Greer Garson, Ginger Rogers, Ingrid Bergman, etc.

De esa etapa es uno de los peores recuerdos de su preadolescencia. Era un chica diferente al resto porque había pasado la mayor parte de su vida viviendo en comunas y a ello se unía un físico caracterizado por la delgadez y los cabellos cortos. En su nueva escuela era el centro de muchas miradas y un día unos muchachos, que la confundieron con un chico, la encerraron en una caja y comenzaron a empujarla con fuerza. El resultado fue una costilla rota, un gran sentimiento de soledad al comprobar que no tenía amigos y, aunque al poco tiempo volvió a las clases, un gran deseo de seguir estudiando en casa.

Decidió ser actriz tras conmoverse con la película "Niebla en el pasado". Por eso, con sólo once años, pidió a sus padres que la inscribieran en el "American Conservatory Theather" de San Francisco, iniciándose así su carrera de actriz.

Antes de cumplir trece años, la cazatalentos Deborah Lucchini quedó fascinada con Winona y le ofreció un pequeño papel en "Flor del desierto", película protagonizada por John Voigth en 1985. A pesar de salir airosa de la prueba finalmente le dieron el papel a Anabeth Gish. Otro agente vio su prueba en video y, tras obtener el visto bueno del director David Seltzer, debutó en la película "Lucas" en 1986. Desde ese momento pasó a llamarse, artísticamente, Winona Ryder en homenaje a su cantante preferido de aquella época, el rockero Mitch Ryder. Esta película le abrió muchas puertas y comenzó a ser tenida en cuenta para numerosos proyectos.

Siempre ha destacado sobre gran parte de sus compañeros de profesión por su cultura literaria y cinematográfica, lo que se debe en gran medida a su educación libertaria. La afición por la literatura es compartida por toda la familia, y algunos de sus escritores favoritos son George Orwell, F. Scott Fitzgerald, Jane Austen, Oscar Wild y Truman Capote.

Su segunda película fue "Enséñame a bailar" en 1987. Estaba dirigida por Daniel Petrie e interpretaba a una adolescente de trece años que vive en una granja con su abuelo, papel interpretado por el veterano Jason Robards Jr.

Con los años ha ido consolidando su carrera, interpretando no sólo las comedias típicas de adolescentes de sus inicios, como la comedia "Heathers" (1989), sino también importantes cintas dramáticas. Así, después de hacer "Eduardo Manostijeras" con Tim Burton, rodaría "Dracula de Bram Stoker", dirigida por Francis Ford Coppola, y "The Age of Innocence" ("La edad de la Inocencia"), de Martin Scorsese, por la que fue nominada al Oscar como Mejor Actriz Secundaria.

Después cambió de género con "Reality Bites" (1994), que la enmarcó como uno de los mitos de la generación X, algo con lo que ella nunca ha estado muy de acuerdo, y con "Mujercitas", que le valió una nominación al Oscar, esta vez como Mejor Actriz.

Junto a Daniel Day-Lewis intervino en "El Crisol"; después llegarían "Alien: Resurrección", junto a Sigourney Weaver, "Celebrity" (1998) bajo las órdenes de Woody Allen, "Inocencia interrumpida" en compañía de Angelina Jolie y el thriller "Lost Souls" (2000).

Entre sus participaciones en películas también destacan "A Scanner Darkly" (2006), donde trabaja junto a Keanu Reeves; y "The Darwin Awards" (2006), con Juliette Lewis, Alessandro Nivola y Chris Penn entre otros.