Coventryben született 1964-ben egy szegény angol család sarjaként. Apja countryénekes volt, aki elhagyta a családját, amikor Clive még csak három éves volt. Két évvel az érettségi után felvételt nyert a Royal Academy of Dramatic Art-ba. Három év szorgos tanulás után csatlakozott a Young Vic Theatre Company nevű tánccsoporthoz. A filmvásznon 1988-ban debütált, amikor szerepet kapott a Vroom (1988) című romantikus drámában. A Chancer (1990-91) sorozatban, amelyet egyébként a BBC készített, a főszereplőt, egy pszichopatát alakított. Első komoly szerepét a Takard el a szemem (1991) című psycho-drámában kapta. Az ezt követő években ismét főleg televíziós produkciókban tűnt fel, így viszont lehetősége volt olyan hírességekkel is együtt dolgoznia, mint Kevin Spacey vagy Catharine-Zeta Jones.

Clive Owen számára azt áttörést a A krupié (1998) jelentette, melyben már főszereplőként volt alkalma bizonyítani, kiváló színészi kvalitásaira pedig végre Hollywood is felfigyelt. A Bourne-rejtélyben (2002) Matt Damon ellenfeleként, egy profi bérgyilkos szerepében tűnt fel, az Artúr királyban (2004) pedig ismét főszerepet kapott. Ezután a követően Közelebb (2004) című filmben kapott szerepet, alakítását pedig Golden Globe- és BAFTA-díjjal jutalmazta a szakma, sőt Oscarra is jelölték. Ezt követően még több nagyköltségvetésű hollywoodi filmben kapott kisebb nagyobb szerepet. Legnépszerűbb filmjei: Sin City - A bűn városa (2005), A belső ember (2006), A bűn árfolyama (2009), Trust (2010), Betolakodók (2011), Sin City: Ölni tudnál érte (2014).

Clive Owen jelenleg a legendás Steven Soderberg A sebész című televíziós sorozatának főszereplője.