Petit-fils du célèbre producteur Samuel Goldwyn, Anthony Howard "Tony" Goldwyn baigne dès son enfance dans un univers de cinéphiles. Après des études d'Arts à la Brandeis University dans le Massachusetts, il traverse l'Atlantique pour suivre des cours d'art dramatique à la London Academy of Music and Dramatic Art. Son diplôme en poche, il obtient son premier rôle en 1987 dans Vendredi 13: Jason est vivant avant de se distinguer véritablement dans Ghost de Jerry Zucker, où il incarne un banquier machiavélique responsable du décès de son collègue (Patrick Swayze). Principalement cantonné à des seconds rôles, il tourne notamment sous la direction d'Alan J. Pakula (L'Affaire pélican en 1994) et d'Oliver Stone (Nixon en 1996) avant de prêter sa voix en 1997 au Tarzan de Disney.

Sa carrière prend une nouvelle direction en 2000 lorsqu'il décide de passer à la réalisation de son premier long-métrage, Le Choix d'une vie, dont il est également le producteur. Il renouvelle l'expérience l'année suivante avec une comédie romantique plus légère, Attraction animale, où il dirige Hugh Jackman et Ashley Judd. Il ne délaisse pas sa carrière d'acteur pour autant et alterne les apparitions au cinéma (Le Dernier samouraï) mais aussi dans des séries pour lesquelles il réalise également quelques épisodes (FBI : portés disparus, The L Word...). En 2006, il tourne son troisième film, Last kiss, remake américain de Juste un baiser avec Zach Braff.