Warner blev født i 1954 i Indianapolis, Indiana, og opvokset i Alexandria, Virginia. Han gik på George Washington University, hvor han tog en bachelorgrad i jura og økonomi i 1977. Efter sin eksamen arbejdede han som virksomhedsadvokat og virksomhedsleder.
Warner gik ind i politik i 1986, da han blev valgt til Virginia State Senatet, hvor han tjente indtil 1991. I 1991 blev han valgt til det amerikanske senat, hvor han sad i to perioder. I sin tid i Senatet fokuserede han på emner som sundhedspleje, uddannelse og miljø.
Warner forlod Senatet i 2001 og blev formand og administrerende direktør for Nextel Communications, et trådløst telefonselskab. I 2002 blev han valgt til guvernør i Virginia, der tjente indtil 2006. Som guvernør fokuserede han på at forbedre uddannelse, fremme økonomisk udvikling og reducere kriminalitet.
Efter at have forladt kontoret underviste Warner ved University of Virginia og arbejdede som investeringsbankmand. Han blev valgt til det amerikanske senat igen i 2008, og han har tjent der siden da. I Senatet har han fortsat fokuseret på emner som sundhedspleje, uddannelse og miljø.
Warner er medlem af det demokratiske parti. Han er gift med Lisa Collis, og de har tre børn.