Jonathan Winters comenzó su carrera en el espectáculo en un concurso de talento en su pueblo natal de Dayton, Ohio; ganó un reloj de pulsera, pero su actuación le supuso un trabajo a primera hora de la mañana como disc-jockey en la estación de radio WING en Dayton (1946). Este trabajo lo llevó a la WBNS-TV en Columbus donde trabajó durante tres años.

En 1953, Winters se marchó a Nueva York para "vivir la época" con 56,46 dólares en el bolsillo. Poco después, Winters hizo sus primeras apariciones en programas de televisión como "Talent Scouts", "The Jack Paar Show", "The Steve Allen Show" y "The Tonight Show", donde pudo demostrar su genio cómico y convertirse en uno de los nombres más reconocidos de la comedia de Estados Unidos.

Entre las muchísimas películas en las que participó se incluyen El mundo está loco, loco, loco (It’s a Mad Mad Mad Mad World); Qué vienen los rusos (The Russians are Coming, The Russians are Coming); Oh Dad, Poor Dad; The Midnight Oil; Ocho en fuga (Eight on the Lamk); Viva Max; Penélope (Penelope); Basket music. Baloncesto y música (The Fish that Saved Pittsburgh); Longshot; Say Yes; Presidente por accidente (Moon Over Parador); La sombra (The Shadow); Los Picapiedra (The Flintstones) y Las aventuras de Rocky y Bullwinkle (The Adventures of Rocky and Bullwinkle).

En televisión, sus incontables trabajos incluyen The Colgate Comedy Hour, Omnibus, The Wacky World of Jonathan Winters, The Jonathan Winters Show, Playhouse 90, Dimensión desconocida (The Twilight Zone), Laugh-In, La hora de Carol Burnett (The Carol Burnett Show), Mork y Mindy (Mork and Mindy), Aquí mando yo (Davis Rules) (por el que ganó el premio Emmy®), y muchos otros.

Marcó 12 récords en la comedia y fue nominado a 12 premios Grammy®, y lo ganó a mejor álbum hablado en 1992. Ha recibido el premio Mark Twain al humor estadounidense otorgado por el Kennedy Center y el premio a una vida de logros de la American Comedy Awards.