Warner werd geboren in 1954 in Indianapolis, Indiana, en groeide op in Alexandria, Virginia. Hij studeerde aan de George Washington University, waar hij in 1977 een bachelordiploma in rechten en economie behaalde. Na zijn afstuderen werkte hij als bedrijfsjurist en zakenman.
Warner ging in 1986 de politiek in toen hij werd gekozen in de Senaat van Virginia, waar hij tot 1991 diende. In 1991 werd hij gekozen in de Senaat van de Verenigde Staten, waar hij twee termijnen vervulde. Tijdens zijn tijd in de Senaat concentreerde hij zich op kwesties als gezondheidszorg, onderwijs en milieu.
Warner verliet de Senaat in 2001 en werd voorzitter en CEO van Nextel Communications, een draadloos telefoonbedrijf. In 2002 werd hij verkozen tot gouverneur van Virginia, waar hij tot 2006 diende. Als gouverneur concentreerde hij zich op het verbeteren van het onderwijs, het bevorderen van de economische ontwikkeling en het terugdringen van de criminaliteit.
Nadat hij zijn ambt had verlaten, gaf Warner les aan de Universiteit van Virginia en werkte hij als investeringsbankier. In 2008 werd hij opnieuw verkozen tot lid van de Senaat van de Verenigde Staten, en sindsdien heeft hij daar gediend. In de Senaat bleef hij zich concentreren op kwesties als gezondheidszorg, onderwijs en milieu.
Warner is lid van de Democratische Partij. Hij is getrouwd met Lisa Collis en ze hebben drie kinderen.