Джонатан Уинтерс родился в городке Белбруке (Огайо). Его детство было омрачено алкоголизмом отца и последующим разводом родителей. Вместе с матерью Эллис Килгор он переехал сначала в Спрингфилд и затем в Дейтон. В 17 лет Джонатан поступил в школу военных моряков и два года прослужил на флоте, участвовал в боевых действиях на Тихоокеанском театре военных действий во время второй мировой войны. Вернувшись он поступил в колледж Kenyon и затем учился в Художественном институте Дейтона, где проявил талант художника карикатуриста[5][6].
Карьера Уинтерса в индустрии развлечений началась в 1948 году, когда он неожиданно выиграл местный конкурс талантов с шуточной сценкой. Его заметили и стали приглашать поработать в радио передачи в самых разных качествах: от объявления сводки погоды до комедийных номеров. Известность Уинтерса постепенно растёт и его приглашают в Колумбус в телеканал WBNS-TV (en). Впрочем Уинтерс в последний момент отказывается от этой работы, неудовлетворенный предложенной зарплатой и отправляется покорять Нью-Йорк. Уинтерсу удаётся устроиться работать в ночной клуб и затем он ищет возможность попасть на центральные телевизионные каналы. Как раз в 1949—1950 году в США начинается бум развития телевидения[7]. В 1952 году Уинтерсу удаётся получить небольшую роль в сериале «Омнибус» (en). После этого карьера молодого актёра развивается по нарастающей.
Уинтерс записывается на радио, для аудио постановок и озвучивает радиоспектакли а также мультфильмы. В 1960 году выходит его первый LP диск. Играет в сериалах и телевизионных шоу, популярность приобретают его пародийные номера. В 1957—1958 году на канале CBS выходит его собственное «The Jonathan Winters Show» (en). Известными стали номера в ток шоу «The Tonight Show Starring Johnny Carson» (en) и в сериале «Hot Dog» (en). С 1960 года он начинает появляться на киноэкране. Наиболее заметные роли на киноэкране Уинтерс сыграл в таких фильмах как: «Этот безумный, безумный, безумный, безумный мир», «Незабвенная», «Русские идут! Русские идут!»[8].
С 1980-х он всё реже появляется на экране и чаще занимается озвучиванием. Одна из наиболее известных его работ — голос папы Смурфа в мультсериале «Смурфики» (1981—1989). В 1982 году Уинтерс снялся в одном из эпизодов сериала «Морк и Минди», вместе со своим большим поклонником Робином Уильямсом. За период 1960—2011 года Уинтерс записал около 20 альбомов с комедийными, музыкальными и пародийными номерами. В 2000-х годах актёр продолжает работать с озвучиванием мультфильмов.
В 1948 году женился на Эйлин Шадер и оставался с ней в браке до её смерти в 2009 году. В их семье родилось двое детей[8].