Né à Liverpool et issu d'une famille nombreuse (dix enfants) de la classe ouvrière britannique, Terence Davies quitte l'école à seize ans et travaille pendant douze ans comme aide comptable, consacrant ses loisirs à écrire et à jouer pour le théâtre. C'est à la Coventry Drama School, où il s'inscrit en 1972, qu'il écrit Children (sorti en 1976), premier moyen métrage et volet d'une trilogie retraçant la vie de Robert Tucker. Entré à la National Television and Film School, il complète et achève avec Madonna and child en 1980 et Death and transfiguration en 1983, l'histoire de son alter-ego, comptable à Liverpool. Réunis en 1984 sous le titre The Terence Davies trilogy, ces films sont présentés et récompensés dans des festivals en Europe et aux Etats-Unis.

Ce n'est qu'avec son premier long métrage, Distant Voices (1988), que le réalisateur accède enfin à la reconnaissance internationale, le film emportant entre autres le Léopard d'or au Festival de Locarno et étant présenté à la Quinzaine des réalisateurs à Cannes où il reçoit le Prix de la critique internationale. Il signe ensuite The Long Day Closes (1992), son quatrième film autobiographique, qui est lui aussi présenté à Cannes mais cette fois en Compétition Officielle et est sacré meilleur film au Festival de Birmingham. Suivent La Bible de néon (de nouveau en Compétition Officielle au Festival de Cannes en 1995) et Chez les heureux du monde (2000), deux adaptations de romans, l'un de John Kennedy Toole, l'autre d'Edith Wharton.

Essentiellement connu pour son travail de cinéaste, Terence Davies joue également dans de nombreuses séries dans les années 70 et participe au documentaire Father and son de Colin Browne (1992). En 2008, il écrit et réalise son propre documentaire Of Time and the City, une ode à Liverpool qui est, comme la plupart de ses films, présenté au Festival de Cannes, mais Hors Compétition pour celui-ci. Mélangeant passé/présent et refusant le récit linéaire et la clarté narrative, Terence Davis met en avant l'idée d'un cinéma comme un art pratiqué avec de petits budgets et de modestes intentions.

En 2002, il prépare une cinquième œuvre, Sunset Song, adaptation du roman de Lewis Grassic Gibson, mais le projet est bloqué en 2005, les fonds nécessaires lui étant refusés malgré la présence de Kirsten Dunst dans le rôle principal. Le projet fait son retour sur le devant de la scène en 2012, sans que la comédienne n'y soit attachée. Entre temps, Terence Davies tourne The Deep Blue Sea (2012), une histoire d'amour passionnée se déroulant dans les années 50 entre deux personnages incarnés par Rachel Weisz et la valeur montante du cinéma britannique Tom Hiddleston.