Член КПК с апреля 1965 г.
В 1965 г. окончил факультет геологии минеральных ресурсов Пекинского геологического института, в 1968 г. - аспирантуру этого института. В 1968-1982 гг. работал на различных должностях в геологическом управлении народного правительства провинции Ганьсу (последняя должность - заместитель начальника управления).
В 1982-1983 гг. - заведующий исследовательской канцелярией по законодательству и политике Министерства геологии и минеральных ресурсов.
В 1983-1985 гг. - заместитель министра геологии и минеральных ресурсов.
В 1985-1986 гг. - заместитель заведующего Канцелярией ЦК КПК.
В 1986-1993 гг. - заведующий Канцелярией ЦК КПК.
В ноябре 1987 г. избран членом ЦК КПК и утвержден кандидатом в члены Секретариата ЦК КПК.
В 1987-1993 гг. - секретарь Комиссии ЦК КПК по работе аппарата ЦК КПК и учреждений при ЦК партии.
В октябре 1992 г. избран членом ЦК КПК, кандидатом в члены Политбюро ЦК КПК, членом Секретариата ЦК КПК. С 1992 г. - заведующий секретариатом Руководящей группы ЦК КПК по финансам и экономике.
В сентябре 1997 г. избран членом Политбюро ЦК КПК, членом Секретариата ЦК КПК.
В январе 1998 г. назначен секретарем Комиссии ЦК КПК по финансовой работе.
С марта 1998 г. - заместитель Премьера Государственного совета КНР. Занимал также должности начальника Главного государственного штаба по борьбе с наводнениями и засухой, председателя Всекитайского комитета по озеленению, председателя Китайского комитета международного сотрудничества по охране окружающей среды и развитию, заведующего Руководящей группой Госсовета по оказанию помощи в развитии бедных районов.
В ноябре 2002 г. решением 16-го съезда КПК избран членом Постоянного комитета Политбюро ЦК КПК, переизбран на новый срок на 17-м съезде КПК в октябре 2007 г.
В марте 2003 года на 1-й сессии ВСНП 10-го созыва избран Премьером Госсовета КНР, переизбран на новый срок на 1-й сессии ВСНП 11-го созыва в марте 2008 г.
Неоднократно бывал с визитами в России.
С супругой Чжан Пэйли (родилась в сентябре 1941 г.) Вэнь Цзябао познакомился в период работы в геологической бригаде в провинции Ганьсу в конце 60-х годов. Чжан Пэйли в настоящее время занимает должность директора Национального центра Китая по проверке качества драгоценных и нефритовых изделий и не появляется на публике, в том числе - в предусмотренных протоколом случаях.