خانواده‌اش 6 ماه پس از تولد وی رهسپار تهران شده و در محله چهار راه مختاری (شاهپور سابق) اقامت گزیدنند. وی تنها یک برادر به نام رضا دارد. پدرش کارمند راه‌آهن و مادرش خانه‌دار بوده است.
بیوک وطن‌خواه فوتبال را در سن 12 سالگی در زمین‌های خاکی راه‌آهن آغاز کرد و در حالی که روز به روز بر عشق و علاقه وی نسبت به این رشته جذاب بیشتر می‌شد بر سخت‌گیری و مخالفت‌های پدرش نیز افزوده می‌شد. پدرش بر ادامه تحصیل بیوک اصرار می‌ورزید.
وطن‌خواه در این باره می‌گوید:
- این ممانعت‌ها تا آنجا پیش رفت که من مجبور بودم برای انجام تمریناتم به طور مخفیانه اقدام کنم و در حالی که کفش‌هایم را در جیب دو طرف شلوارم پنهان می‌کردم از منزل خارج می‌شدم. این وضعیت ادامه پیدا می‌کند تا روزی که برای تماشای یکی از مسابقاتش به پدر خود یک کارت دعوت می‌دهد و با این که اصلا امیدوار به قبول آن نبوده اما برای ورود پدرش به استادیوم امجدیه (محل برگزاری مسابقه) انتظار می‌کشد. هنگامی که پدر بیوک به استادیوم می‌رود و تشویق تماشاگران حاضر را مشاهده می‌کند که با شور و هیجان بی‌نظیری پسرش را حمایت می‌کنند ناخودآگاه تحت تاثیر قرار می‌گیرد به گونه‌ای که نه تنها از پیوستن پسر دیگرش رضا به تیم فوتبال جلوگیری نمی‌کند بلکه از آن به بعد هر دوی آنها را با رضایت همراهی می‌کند و شرایط دستیابی به موفقیت را برایشان فراهم می‌سازد.
بیوک وطن‌خواه در سال 1344 با مدرک دیپلم به استخدام شرکت مخابرات درآمد و در سال 1374 نیز پس از 30 سال خدمت به درجه بازنشستگی مفتخر شد.
اولین باشگاهی که نظر «بیوک» را به شدت به وخود جلب کرد، باشگاه شاهین بود. وی علاقه عجیبی به بازی کردن در این باشگاه از خود نشان می‌داد تا جایی که توسط مرحوم دکتر اکرامی برای پیوستن به شاهین دعوت شد.
بیوک وطن خواه به همراه هم تیمی‌هایش همچون مرحوم دهداری و دکتر مسعود برومند تا سال 1344 همواره قهرمان بلامنازع باشگاه‌های کشور بوده‌اند.
وطن‌خواه در سن 18 سالگی از سوی مرحوم حسین فکری سرمربی وقت تیم ملی انتخاب شد و در سال 1339، پیراهن خوش رنگ تیم ملی را بر تن کرد.
در سال 1964 که تیم ایران برای اولین بار در تاریخ فوتبال کشور جهت حضور در المپیک انتخاب شد، به دلیل اختلافاتی که میان باشگاه شاهین و فدراسیون فوتبال وقت درگرفت، 6 تن از بازیکنان ملی‌پوشی که در شاهین توپ می‌زدند از همراهی تیم در المپیک توکیو ژاپن محروم شدند.
اینان کسانی نبودند جز بیوک وطن‌خواه، محراب شاهرخی، حمید برمکی، شیرزادگان، حمید جاسمیان و همایون بهزادی که همگی از بهترین‌های تیم ملی به شمار می‌آمدند. در آن زمان تیم اعزامی به مسابقات بدون هیچ نتیجه‌ای به ایران بازگشت.
با انحلال باشگاه شاهین در سال 44 وی به همراه تعدادی از هم تیمی‌هایش از سوی حسین عبدو مدیر عامل پرسپولیس جذب این باشگاه شد و تنها یک سال برای این تیم بازی کرد.
وی سپس به عضویت تیم پیکان درآمد، پیکان اولین باشگاه حرفه‌ای فوتبال در آن زمان به حساب می‌آمد، او بعد از این مدت مجددا به باشگاه پرسپولیس بازگشت و به قول خودش یک پرسپولیسی اصیل شد.
این پیشکسوت فوتبال در سال 1353 در سن 32 سالگی از دنیای حرفه‌ای‌گری فوتبال خداحافظی کرد و وارد عرصه مربیگری شد.
بیوک وطن‌خواه، جوانترین مربی قهرمان در تاریخ لیگ و اولین مربی ایرانی که فاتح لیگ شده به حساب می‌آید. وی در فصل 54 لیگ تخت جمشید با پرسپولیس قهرمانی را جشن گرفت.
وی بازیکن و مربی اسبق پرسپولیس و عضو تیم ملی در سال‌های 1339 تا 1354 بوده است.