1951년 경기도 부천시에서 태어났으며, 국내에서 최초로 유기농법을 시작한 것으로 알려진 풀무원농장 창립자 원경선 씨의 아들이다.
원혜영 의원은 1971년 서울대 역사교육과에 입학해 반유신, 반독재 운동을 벌이다 긴급조치 위반으로 투옥됐다.
이후 풀무원식품을 창업해 기업가로서 성공했다. 풀무원식품에서 받은 지분 20억원으로 장학재단을 만들었고 부친과 모친 조의금은 사회에 기부했다.
김대중 전 대통령의 정계복귀 선언 후 국민통합추진회의 멤버로 참여해 노무현 전 대통령과 친분을 쌓기도 했다.
15대 총선에서 낙선한 뒤 2년 간 재야에 머물던 그는 1998년 부천 시장 선거에 출마해 당선됐다. 2번의 시장 재임 기간 영화, 만화, 애니메이션 등의 문화 산업을 육성해 부천시를 문화 도시로 만들기도 했다.
17대 총선을 통해 다시 국회로 돌아온 그는 열린우리당 정책위의장과 사무총장, 국회 예결위원장, 민주당 원내대표, 민주통합당 초대 대표 등을 역임했다. 2012년 4월 대한민국 제19대 국회의원 선거에서도 당선, 현재 4선 국회의원으로 국회 남북관계발전특별위원회 위원장을 맡고 있다.
원혜영 의원은 기업 CEO(최고경영자)와 부천시장을 거쳐 실물경제 감각과 행정능력을 두루 갖춘 것으로 평가받고 있다. 부드럽고 원만한 성격으로 화합의 리더십이 강점으로 꼽힌다. 깨끗하고 검소한 정치인으로도 정평이 나 있다.
검소한 생활로도 유명하다. 주행거리 45만㎞ 자동차를 고쳐 타고 다니다, 지난해 도저히 수리가 불가능하다는 판단에 어쩔 수 없이 차를 새로 바꾼 일화가 소개되면서 화제가 되기도 했다.
한편, 당구선수 차유람은 최근 아이스 버킷 챌린지에 동참한 뒤 다음 참가자로 역도선수 장미란과 새정치연합 원혜영 의원, 이부진 호텔신라 사장을 지목했다.