Avviato dalla madre alla pratica delle arti marziali all'età di 4 anni, Donnie ha fatto di questa arte, che pratica in tutte le sue raffinate sfumature, il segno distintivo della sua carriera artistica. Da Hong Kong, dove il giovane trascorse l'infanzia e la prima adolescenza, la famiglia si trasferì nel 1974 a Boston. Nella capitale del Massachusetts, Donnie perfezionò il Wushu e il Taekwondo (arte dei pugni e del calcio in volo). Due tecniche che userà ampiamente nei suoi film e che gli daranno quel talento acrobatico che lo hanno reso uno dei volti più conosciuti del cinema di Hong Kong.
La sua prima esperienza cinematografica si verificò all'età di 19 anni nel 1984, quando il regista Yuen Woo-Ping lo convocò in una particina per Drunken Tai-Chi. Continuò ad avere piccole parti, fin quando un epico combattimento con Jet Li, nel film Once Upon a Time in China II, lo portò all'attenzione del grande pubblico.
La sua prima esperienza registica, di cui fu anche produttore, avvenne del 1997 con il film, Legend of the Wolf.
Alle soglie dei 40 anni iniziò ad entrare nel grande circuito del cinema americano, grazie anche alla crescente popolarità del genere wuxia e del cinema d'azione. Ha lavorato in Highlander: Endgame, ha ricevuto un ruolo in Blade II, ha recitato a fianco di Jackie Chan in Due cavalieri a Londra, ed ha avuto una comparsata anche in Hero, il colossal di Zhang Yimou, dove combatte di nuovo con Jet Li.
Dopo aver ideato e diretto le coreografie dei combattimenti dell videogioco Onimusha 3 tornò a lavorare con il cinema di Hong Kong in due film, presentati al festival del cinema di Toronto nel 2006, Seven Swords (2005) e SPL: Sha Po Lang (2005). La collaborazione con il regista Wilson Yip, che lo aveva diretto in SPL, continuò con altri due film Dragon Tiger Gate e Flash Point per il quale curò anche le coreografie.
Sempre con Wilson Yip, nel 2008 ha interpretato la figura del maestro di arti marziali Ip Man, già istruttore di Bruce Lee, nell'omonimo film campione di incassi a Hong Kong. L'anno successivo sarà nel film di propaganda cinese The Founding of a Republic, per poi interpretare l'acerrimo nemico del Giappone Chen Zheng in Legend of the Fist: The Return of Chen Zhen, sequel di Dalla cina con furore, del 1972. Nel 2010 sarà nel secondo capitolo della saga del maestro di arti marziali Ip Man in Ip Man 2, per poi interpretare il guerriero Guan Yu in The Lost Bladesman. Negli anni successivi è il protagonista di Swordsmen, The Monkey King, Special ID, 14 Blades e nel film di arti marziali Kung Fu Jungle. Nel 2013 torna sul grande schermo con Bodyguards and Assassins, la vicenda storica stravolta da una messinscena spettacolare di scontri di arti marziali e dall'esibizione trionfante di un cast stellare. Candidato agli Asian Film Awards 2016 come miglior attore protagonista per il terzo capitolo di Ip Man, nello stesso anno è protagonista del film che ha sancito il ritorno alla regia del coreografo di Kill Bill, Yuen Woo-ping, che ha diretto Crouching Tiger, Hidden Dragon: Sword of Destiny. Nel 2016 sarà anche nel cast di Rogue One: A Star Wars Story di Gareth Edwards, mentre l'anno dopo lo vedremo in xXx: il ritorno di Xander Cage. Lo vedremo poi in Mulan, in Ip Man 4 e in John Wick 4.