Né à Jeongseon, en Corée du Sud, Won Bin (de son vrai nom Kim Do-jin) est élevé dans une famille modeste (père mineur et mère fermière) de la région montagneuse du Gangwon. Passionné de sports mécaniques depuis son plus jeune âge il envisage de devenir mécanicien et effectue des études dans ce sens. Mais le virus du jeu le prend très vite et il est retenu, en 1995, lors d'un casting organisé par une chaîne de TV du câble.
Très vite, grâce à son physique avantageux et ses prestations dans la série romantique "Autumn tale", Won Bin devient une des coqueluches du public coréen, obtenant deux récompenses de meilleur acteur et de meilleur espoir. Il fait ses débuts au cinéma dans la foulée avec le polar Guns and talks, avant de connaître un énorme succès grâce au film de guerre Frères de sang (2004) de Kang Je-gyu.
Le film connait une brève carrière internationale et positionne alors le jeune acteur comme une des stars les plus en vue de la péninsule asiatique. Timide et discret, il confirme vite ce statut en optant pour le quatrième film d'un des jeunes auteurs les plus réputés de l'Asie : Bong Joon-ho. Choix audacieux, Mother (2009) lui permet de démontrer toute la profondeur de son jeu dans le rôle d'un adolescent attardé, accusé de meurtre.
