Wotan Wilke Möhring wurde 1967 in Detmold geboren. Sein Filmdebüt gab er 1997 im Fernsehzweiteiler „Die Bubi-Scholz-Story“ an der Seite von Benno Fürmann und Götz George. Im Kino machte er in Oliver Hirschbiegels vielfach ausgezeichnetem Psychothriller DAS EXPERIMENT (2001) auf sich aufmerksam, es folgten LAMMBOCK (2001), ANA- TOMIE 2 (2003) und EIERDIEBE (2003). Für seine Hauptrollen in den Fernsehfilmen „Hat er Arbeit?“ und „Liebe und Verrat“ war er 2002 für den Deutschen Fernsehpreis nominiert. 2005 erhielt er den Hessischen Fernsehpreis als Ensemblemitglied des kammerspielartigen Films „Die Konferenz“ sowie den Preis als Bester Schauspieler auf dem Filmfestival in Málaga für Christian Alvarts Drama ANTIKÖRPER, in dem er seine erste Kinohauptrolle spielte.

Wotan Wilke Möhring prägte weitere Kino-Erfolge wie Fatih Akins SOUL KITCHEN (2009), Simon Verhoevens MÄNNERHERZEN (2009) und den Nachfolger MÄNNERHERZEN… UND DIE GANZ GANZ GROSSE LIEBE (2011), für den er als Ensemblemitglied einen Bambi erhielt. Eine weitere Hauptfigur spielte er in Marc Rothemunds Kinokomödie MANN TUT WAS MANN KANN (2012) und in der Fortsetzung DA MUSS MANN DURCH (2015).

Zahlreiche Auszeichnungen erhielten die ARD-Fernsehproduktionen „Homevideo“ und „Der letzte schöne Tag“ (beide 2011), in denen Wotan Wilke Möhring Hauptrollen spielte. Für die Rolle in „Der letzte schöne Tag“ als Familienvater, der den Freitod seiner Frau bewältigen muss, wurde er für den Bayerischen Fernsehpreis nominiert und bekam den Deutschen Fernseh- preis 2012 als Bester Schauspieler sowie den Grimme- Preis 2013. Für die Darstellung eines Vergewaltigers in Brigitte Berteles Drama „Der Brand“ wurde er auf dem Internationalen Filmfestival Thessaloniki ebenfalls als Bester Schauspieler geehrt. Max Zähles Kurzfilm „Raju“, mit Möhring in der Hauptrolle, wurde 2011 mit dem Student Academy Award ausgezeichnet und 2012 für den Oscar nominiert. Seit 2013 ermittelt er im Auftrag des NDR als „Tatort“- Kriminalhauptkommissar Thorsten Falke in Norddeutschland. Davor hatte er bereits in vier „Tatort“-Folgen mitgespielt, meist als Verdächtiger. Für den „Tatort“ gab Möhring seine Rolle als Kommissar Benjamin Lutz in der ZDF-Krimi-Reihe „Stralsund” auf, die er seit 2010 in vier Fällen gespielt hatte.

2013 lief die Tragikomödie DAS LEBEN IST NICHTS FÜR FEIGLINGE (Regie: André Erkau) in den Kinos an. Hauptdarsteller Wotan Wilke Möhring verhalf dem Film zu einem neuen Verleih und wurde als Executive Producer geführt. Für seine Darstellung gewann er 2014 als Bester deutscher Schauspieler den Jupiter Award. Im selben Jahr folgten die Kinofilme WHO AM I – KEIN SYSTEM IST SICHER, der in Toronto uraufgeführt wurde, und ALLES IST LIEBE.

2016 war Möhring unter anderem in den Kinofilmen SEITENWECHSEL von Vivian Naefe, SEX & CRIME von Paul Florian Müller und UNSERE ZEIT IST JETZT von Martin Schreier zu sehen. In der RTL-Trilogie „Winnetou“ (Regie: Philipp Stölzl), die ab Weihnachten 2016 ausgestrahlt wurde, verkörperte er Karl Mays legendären Westernhelden Old Shatterhand.

Erstmals arbeiteten Wotan Wilke Möhring und Moritz Bleibtreu 2016 in DAS EXPERIMENT zusammen, ein Jahr später startete das nächste gemeinsame Projekt, die LAMMBOCK-Fortsetzung LOMMBOCK. Außerdem spielte Möhring in der Komödie HAPPY BURNOUT einen alternden Punk, der eine Klinik aufmischt. Unter der Regie von Christian Alvart drehte er den Psychothriller STEIG. NICHT. AUS! (2017), in Markus Gollers Roadmovie 25 KM/H (2018) übernahm er die Rolle des Tischtennis spielenden Proleten Hantel. 2018 gehörte Wotan Wilke Möhring auch zum Ensemble der Krimiserie „Parfum“ nach Motiven des Bestsellers von Patrick Süskind. Danach war Möhring in Bora Dagtekins Kinoerfolg DAS PERFEKTE GEHEIMNIS (2019) und in der Netflix-Produktion „Freaks – Du bist eine von uns“ (2020) zu sehen.

Im April 2022 spielte Wotan Wilke Möhring die Hauptrolle im Fernsehfilm WEIL WIR CHAMPIONS SIND (Regie: Christoph Schnee) in der er als Coach eine Basketballmannschaft mit kognitiv beeinträchtigten Spieler:innen trainiert. Sein jüngstes Projekt CAVEMANN (Regie: Laura Lackmann) feierte Ende Januar 2023 seine Kinopremiere.