Après le lycée, John Sayles s'oriente vers une carrière d'écrivain. Il propose ses histoires à des magazines et parvient en 1975 à faire publier son premier roman, Pride of the bimbos. Il continue sur sa lancée avec Union dues qui rencontre un grand succès critique.

Il débute au cinéma en travaillant comme scénariste pour Roger Corman, il écrit ainsi les scénarios de Piranhas (1978), Du rouge pour un truand et Les Mercenaires de l'espace (1979). Grâce à l'argent que lui rapporte ses écrits, Sayles se lance dans la réalisation de son premier film, Return of the secaucus seven ou l'histoire de sept amis de lycée qui se retrouvent 10 ans après leur rassemblement pour une manifestation à Washington. Ce premier film est un succès critique, son scénario est récompensé à Los Angeles et à New York.

Par la suite, bien que connaissant des difficultés pour financer ses films, il revient en 1983 avec Baby it's you, son unique film réalisé sous le contrôle d'un studio. L'année suivante, il porte un regard acerbe sur la société américaine dans Brother, à travers l'histoire d'un alien noir et muet qui arpente les rues de Harlem. En 1992, il est nommé pour l'Oscar du meilleur scénario original pour Passion fish, peinture des relations tendues entre une ex star de soap-opera paralysée et son infirmière, interprétés par Mary McDonnell et Alfre Woodard. John Sayles est réalisateur/scénariste et apparaît dans la plupart de ses propres films. Mais il est également acteur comme dans Malcolm X de Spike Lee où il interprète un agent du FBI.

En 1996, Lone star confère à John Sayles une certaine légitimité en tant que cinéaste. Plongée dans l'univers politique d'une petite ville du Texas touchée par un meurtre, ce film, porté par les performances de Chris Cooper, Matthew McConaughey et Kris Kristofferson, constitue le premier succés commercial du réalisateur. Dans les années 2000, John Sayles poursuit son exploration critique de la société américaine à travers quatre longs métrages écrits aussi de sa main. Tout d'abord en 2002, Sunshine State, puis Casa De Los Babys l'année suivante relatant l'histoire d'américaines partant pour l'Amérique latine, désireuses d'adopter un enfant. Silver City avec Chris Cooper et Daryl Hannah nous plonge dans la corruption politique fédérale par les lobbies et Honeydripper s'attaquant à l'exploitation des noirs dans les champs de coton dans les années 1950.

Avec David Berenbaum et Karey Kirkpatrick, il rédige en 2008 le scénario des Chroniques de Spiderwick de Mark Waters et sa dernière apparition en date en tant qu'acteur reste dans le film de Bertrand Tavernier, Dans la brume électrique (2009).