Свою творческую карьеру он начинал с сочинения гэгов в духе братьев Маркс. Некоторое время он довольствовался участью литературного «негра», пишущего шутки для популярных комиков — Боба Хоупа и Бадди Хэккета. В 1957 году Аллена «повысили» до редактора телешоу, где он попутно сочинял тексты и выступал как актёр. Тогда и появился псевдоним Вуди Аллен.
В 1977 за картину «Энни Холл», где впервые попробовал не спародировать, а просто иронически взглянуть на собственную жизнь, Вуди Аллен получил сразу три «Оскара» — за лучшую мужскую роль, которую сам же и сыграл, за лучшую женскую роль (Дайан Китон) и лучший сценарий. С тех пор он неоднократно номинировался на главную кинонаграду Америки.
Аллен хорошо известен и как писатель. Он регулярно публиковал в «Нью-Йоркер» язвительные и остроумные фельетоны и даже выпустил несколько книг. Автор пьес «Не пейте воду» (1966), «Плавающая лампочка» (1981) и др., сборников рассказов «Сводя счеты» (1966), «Без перьев» (1975).
Его фильмы прочно связаны с его личной жизнью: каждая его новая пассия объявлялась музой и становилась главной актрисой следующего, а то и целой череды фильмов. Женат же он был всего трижды, причём его вторая жена Луиза Лассэ даже подала на него в суд после развода, а третья — Сун-И Превин — некоторое время числилась его приёмной дочерью.