وی پسر دوم خانواده بود و پدرش ریچارد هِد ولز تولیدکنندهٔ چراغ خودرو و مادرش بئاتریس ایوز یک پیانیست کنسرت بود. در سال ۱۹۱۹ والدینش از یکدیگر جدا شدند و او به شیکاگو کوچید. در ۱۰ مه ۱۹۲۴ مادرش چهار روز بعد از جشن تولد نه سالگی او، به علت بیماری یرقان فوت کرد.
وی اولین بار با اجرای رادیویی جنگ دنیاها اثر هربرت جرج ولز در ۳۰ اکتبر ۱۹۳۸ بود که به شهرت رسید. در اواسط دههٔ ۱۹۳۰ دو اقتباس تئاتری او به نام‌های وودو مکبث و روایت نمادگرایانهٔ جولیوس سزار در نیویورک شهرت یافتند.
اورسن ولز وقتی ۲۵ سال بیشتر نداشت این شانس را پیدا کرد که بتواند اطمینان جورج شافر مدیر کمپانی فیلم‌سازی ار. کی. او را به‌دست آورد و نخستین فیلم بلند خود را بسازد. شافر پیشنهادی به ولز داد که عموما به عنوان بزرگ‌ترین پیشنهادی که به یک فیلمساز ناآزموده داده‌شده شناخته می‌شود: کنترل کامل هنرمندان.
این فیلم همشهری کین بود که در سال ۱۹۴۴ ساخته شد و چند سال بعد در ۱۹۵۸ به‌عنوان یکی از دوازده فیلم تاریخ سینما شناخته‌شد. همشهری کین غالباً در میان نظرسنجی‌های منتقدان فیلم به عنوان عظیم‌ترین فیلم تاریخ سینما شناخته می‌شود.
بقیهٔ دوران کاری او به دلایل گوناگونی مانند کمبود بودجه، دخالت بی‌جای استودیوها، چه در اروپا و چه در بازگشت کوتاه مدت او به هالیوود زیاد با موفقیت روبرو نبود. با همهٔ این مشکلات اتلو برندهٔ نخل طلایی جشنوارهٔ کن ۱۹۵۷ شد و نشانی از شر نیز به جایزهٔ برتر جشنوارهٔ جهانی بروکسل نائل آمد.
ولز همشهری کین را در سال ۱۹۴۱ با شجاعت و همراه ایده‌های نو برای روایت داستان در هالیوود بازنویسی کرد. این فیلم پر از ابتکارات تازه در تصویربرداری و صدابرداری بود. حتی گریم ولز که به طور متقاعدکننده‌ای سنش را چندین دهه بیشتر نشان می‌داد، انقلابی محسوب می‌شد.
ولز در نقش چارلز فاسترکین تهیه‌کنندگی و کارگردانی فیلم را نیز به عهده داشت. این کلاسیک برای ۹ جایزه اسکار نامزد شده بود که ۴ تا از آنها که به ولز ارتباط داشت عبارتند از بهترین بازیگر، بهترین کارگردان، بهترین فیلمنامه و بهترین فیلم. اما فیلم تنها برنده یک جایزه اسکار برای بهترین فیلمنامه شد. نکته حائز اهمیت این است که اورسن ولز در هنگام ساخت همشهری کین تنها ۲۵ سال داشته‌است.
در سال‌های واپسین زندگی، ولز در حالیکه فقط بوسیلهٔ بازیگری، تبلیغات و صداگذاری امرار معاش می‌کرد با یک استودیوی هالیوودی به علت سرمایه‌گذاری نکردن روی پروژه‌های فیلم مستقلش وارد منازعه شد.
در سال ۱۹۷۵ او سومین نفری بود که پس از جان فورد و جیمز کاگنی، جایزهٔ یک عمر فعالیت را از موسسه فیلم آمریکا دریافت می‌کرد. منتقدان پس از مرگ وی بطور فزاینده‌ای از او تمجید کرده‌اند. از او به عنوان یکی از مهم‌ترین هنرمندان هنرهای دراماتیک قرن بیستم یاد می‌شود.
وی در سال ۲۰۰۲ در نظرسنجی موسسه فیلم بریتانیا که در مورد ۱۰ کارگردان برتر سینما انجام شده بود عنوان بهترین کارگردان تمام تاریخ را کسب کرد. اورسن ولز ۱۰ اکتبر سال ۱۹۸۵ از دنیا رفت.
برخی از آثار هنری اورسن ولز:
- قلب‌های پیر، ۱۹۳۴
- خیلی زیاد جانسون، ۱۹۳۸
- همشهری کین، ۱۹۴۱
- امبرسون‌های باشکوه، ۱۹۴۲
- غریبه، ۱۹۴۶
- بانویی از شانگهای، ۱۹۴۸
- مکبث، ۱۹۴۸
- آقای آرکادین، ۱۹۵۵
- محاکمه، ۱۹۶۳
- ناقوس‌های نیمه شب، ۱۹۶۶
- قصه جاویدان، ۱۹۶۸
- برای تقلید، ۱۹۷۵
- سفر به درون ترس، ۱۹۴۲
- جین ایر، ۱۹۴۴
- پسرها را دنبال کن، ۱۹۴۴
- فردا برای همیشه‌است ۱۹۴۶
- جدالی در آفتاب، ۱۹۴۶
- جادوی سیاه، ۱۹۴۹
- مرد سوم، ۱۹۴۹
- رز سیاه، ۱۹۵۰
- دردسر در دره تنگ، ۱۹۵۳
- سه پرونده جنایت، ۱۹۵۴
- نهنگ سفید، ۱۹۵۶
- مردی در سایه،
- ۱۹۵۷ریشه‌های آسمان، ۱۹۵۸
- تابستان گرم طولانی، ۱۹۵۸
- اجبار، ۱۹۵۹
- ترک در آینه، ۱۹۶۰
- معبری به هنگ کنگ، ۱۹۶۱
- داوود و گولیات، ۱۹۶۱
- داستان پادشاه، ۱۹۶۵
- مردی برای تمام فصول، ۱۹۶۶
- کازینو رویال، ۱۹۶۷
- ستاره جنوبی، ۱۹۶۹
- کچ۲۲، ۱۹۷۰
- جزیره گنج، ۱۹۷۲
