В возрасте пяти лет Вонг Карвай вместе с родителями переехал в Гонконг. После переезда он долго не мог адаптироваться к кантонскому диалекту, поэтому часами смотрел вместе с матерью фильмы в кинотеатрах для усвоения языка. Закончив в 1980 году Гонконгский политехнический университет по специальности «графический дизайн», он устраивается работать в телекомпанию TVB в качестве сценариста. В период с 1982 по 1987 год Карвай пишет сценарии более чем к десяти фильмам.
В 1988 году он дебютирует с криминальной мелодрамой «Пока не высохнут слёзы». В этой режиссёрской работе отражается влияние «Злых улиц» (1974), Мартина Скорсезе, но в то же время уже четко просматривается «почерк» Кар Вая — неповторимая работа Кристофера Дойла, пустынные улицы, дешёвые азиатские общепиты и фатальное одиночество героев его картин. Успех фильма превзошёл все ожидания критиков, несмотря на то, что это была его дебютная работа.
В следующей картине, драме «Дикие дни» (1991), уже полностью оформляется его индивидуальный стиль: прерывающаяся сюжетная линия, фокус на героях и атмосфере, неповторимый визуальный стиль и колоритные музыкальные темы. В азиатских кинотеатрах этот фильм вышел под названием «Подлинная история А-Фэя».
Венцом его творчества стала картина «Любовное настроение». Гениальная перетасовка героями, их судьбами, атмосферой и сюжетной линией. Фильм получил все возможные награды и призы в своей категории.
Карвай был председателем жюри Каннского кинофестиваля в 2006 году.
В 2007 году вышла его первая работа с американскими актёрами «Мои черничные ночи».
Устоявшееся русское написание имени режиссера (Карвай) следует принимать с осторожностью, и букву «р» в нём произносить нежелательно. Это написание возникло из английской транскрипции кантонского произношения его имени (Kar Wai), выполненной на манер британского английского (в котором послегласное "r" не произносится). Звук «р» в кантонском диалекте китайского языка не существует. Дальнейшее перенесение этой транскрипции в другие языки, включая русский, привело к весьма неадекватным результатам. Более точным следует считать произношение "Ка Вай".