À seize ans, encouragé par ses parents, Ewan McGregor quitte un cursus scolaire traditionnel et sa ville natale de Crieff pour suivre des cours de théâtre à Perth puis à Fife. Il intègre ensuite l'école de musique et de comédie de London Guildhall pour une formation de trois ans, durant laquelle il croisera Daniel Craig et cohabitera avec Jude Law. Il n'obtiendra jamais son diplôme de fin d'études, puisqu'en 1993, Dennis Potter l'engage pour jouer le rôle de Mick Hopper dans la série Du rouge à lèvres sur ton col.

Devenu l'acteur fétiche de Danny Boyle depuis le succès de Petits meurtres entre amis en 1995, Ewan McGregor acquiert le statut de star en incarnant l'année suivante le héros toxico de Trainspotting. Leur collaboration se poursuivra en 1997 avec la romance déjantée Une vie moins ordinaire, où Ewan McGregor donne la réplique à Cameron Diaz. Il travaille également avec Peter Greenaway sur The Pillow Book en 1996, puis à deux reprises avec le talentueux réalisateur Mark Herman pour qui il tourne Les Virtuoses (1997) et Little Voice (1999). Grand amateur de musique, Ewan McGregor dévoile parallèlement une nouvelle facette de son jeu d'acteur en s'illustrant dans le Velvet Goldmine (1998) de Todd Haynes, et en poussant quelques années plus tard la chansonnette aux côtés de Nicole Kidman dans Moulin Rouge (2001) et de Renée Zellweger dans la comédie romantique Bye Bye Love (2003) de Peyton Reed.

En 1999, honneur suprême : George Lucas lui confie le rôle d'Obi-Wan Kenobi dans les trois premiers volets de la saga Star Wars : La Menace fantôme (1999), L'Attaque des clones (2002) et La Revanche des Sith (2005). La nouvelle décennie qui s'ouvre à lui s'avère des plus fructueuses. Il s'impose en tête d'affiche de grosses productions hollywoodiennes comme La Chute du faucon noir (2002) de Ridley Scott, Big Fish (2004) de Tim Burton, le futuriste The Island (2005) de Michael Bay ou encore l'adaptation du roman Anges et démons (2009) par Ron Howard.

Prêtant sa voix aux films d'animation Vaillant et Robots, il exerce également ses talents de comédien chez Woody Allen, pour qui il tourne Le Rêve de Cassandre en 2007, et chez Chris Noonan qui l'invite à retrouver Renée Zellweger pour les besoins de Miss Potter. Il tient ensuite la réplique à Jim Carrey dans I Love You Phillip Morris où il y interprète un taulard homosexuel. Il fait également une apparition dans la superproduction pour enfants, Nanny McPhee et le big bang, en 2010. C'est aussi cette année-là qu'il tient l'affiche du thriller The Ghost Writer, dans lequel il campe un écrivain pris malgré lui dans un complot politique d'envergure. Il enchaîne ensuite avec la comédie dramatique Beginners où il tombe sous le charme de Mélanie Laurent.

Travaillant sans relâche, le comédien tourne trois films en 2011 : Piégée de Steven Soderbergh, Perfect Sense aux côtés d'Eva Green, une romance dans un contexte de fin du monde, et la comédie romantique de Lasse Hallström, Des saumons dans le désert qui est un véritable échec commercial. Le succès est de nouveau au rendez-vous avec The Impossible relatant l'histoire du Tsunami de 2004 en Asie du sud-est. Un an plus tard, il partage l'affiche avec une flopée d'acteur tels que Julia Roberts, Meryl Streep, Sam Shepard et Chris Cooper pour le drame familial Un été à Osage County.

Alternant blockbusters et films indépendants, Ewan McGregor participe à Jack le chasseur de géants avec Nicholas Hoult ainsi qu'au thriller australien Son of a Gun. Il revient ensuite à la comédie avec Albert à l'ouest et Charlie Mortdecai, où il intègre le casting au même moment que Gwyneth Paltrow et Johnny Depp. En 2015, Ewan McGregor hérite du rôle de Colin McCann abandonné par de nombreux acteurs dont Jude Law, Bradley Cooper, Michael Fassbender et Tobey Maguire dans Jane got a gun. La même année, il joue rien de moins que Jésus dans Les Derniers jours dans le désert, resté inédit en France jusqu'en 2022.

En 2016, le comédien passe derrière la caméra pour la première fois en solo (il avait signé en 1999 un segment de Tube Tales). Pour ses débuts en tant que réalisateur, il se frotte à un monument avec l'adaptation du prix Pulitzer de la fiction 1998, American Pastoral de Philip Roth. Malheureusement, ce drame sur un homme dépassé par les tourments politiques et sociaux de son pays dans les années 1960 suscite une indifférence polie.

Si, en 2011, sa tentative de passer au petit écran a été un échec, après l'annulation de The Corrections sur HBO qui ne passe pas le cap du pilote, le comédien se réconcilie avec les séries en 2017. Il joue dans la troisième saison de Fargo des frères jumeaux pris dans un engrenage criminel implacable et rencontre sur le plateau celle qui devient sa compagne, Mary Elizabeth Winstead. L'année est marquée par deux autres projets considérables : l'adaptation live du classique de Disney La Belle et la bête, dans laquelle l'acteur donne vie au chandelier Lumière, et T2 Trainspotting, la suite du film culte de Danny Boyle. Si le premier est un succès mondial, le second reçoit un accueil mitigé par la critique et le public.

Toujours aussi sollicité, l'acteur s'illustre dans des registres radicalement différents, en enchaînant le familial Jean-Christophe & Winnie, adaptation en prises de vues réelles des aventures de Winnie l'ourson ; Stephen King's Doctor Sleep, suite très attendue de Shining où McGregor campe Danny Torrance à l'âge adulte ; et Birds of Prey et la fantabuleuse histoire de Harley Quinn, où il prête ses traits à l'antagoniste Black Mask. Ayant pris goût au petit écran, il tient le rôle-titre de la mini-série Netflix Halston, consacrée au légendaire créateur de mode, et reprend en 2022 son rôle iconique d'Obi-Wan Kenobi dans la série Star Wars centrée sur le célèbre Jedi. Le programme, disponible sur Disney+, marque les retrouvailles avec Hayden Christensen, dix-sept ans après La Revanche des Sith.