Orville Wright nació el 19 de agosto de 1871, en Dayton, Ohio; fue uno de los cinco hijos de Susan Catherine Koerner y Milton Wright, un obispo de la Iglesia de los Hermanos Unidos en Cristo.
De niño, Orville era un niño travieso y curioso y su familia animó a su desarrollo intelectual. "Tuvimos la suerte de crecer en un ambiente donde siempre se daba mucho ánimo a los niños para perseguieran sus intereses intelectuales; para investigar lo que despertara su curiosidad", escribió más tarde Orville en su libro de memorias.
Milton Wright viajaba a menudo por su trabajo en la iglesia, y en 1878, llevó de regalo un helicóptero de juguete para sus niños, basado en una invención del pionero aeronáutico francés Alphonse Pénaud, y realizado en corcho, bambú y papel, que utilizaba una banda de goma para girar sus aspas. Orville y su hermano
Wilbur Wright quedaron fascinados por el juguete, y así nació su pasión por la aeronáutica.
La familia Wright se trasladó a Richmond, Indiana, en 1881. En Richmond,
Orville desarrolló un interés por las cometas, y pronto comenzó a hacerlas su propia casa. Hacia 1884, la familia regresó a Ohio, donde Orville se matriculó en la Dayton Central High School. No siendo especialmente estudioso, estaba más interesado en los pasatiempos fuera de las aulas así que abandonó la escuela durante su último año y abrió una tienda de impresiones. En 1889,
Orville comenzó a publicar el West Side News, un periódico semanal de West Dayton. Su hermano,
Wilbur Wright se desempeñaba como editor del periódico.
Ese mismo año, la tragedia golpeó a la familia Wright. La madre de Orville murió después de un largo combate contra la tuberculosis. Su hermana Katharine asumió las responsabilidades de la casa. El vínculo entre Orville, Katharine y Wilbur era muy fuerte, y los hermanos formarían un trío inseparable por el resto de sus vidas.
Después de la muerte de su madre, Orville y su hermano se dedicaron a otro interés compartido: las bicicletas. Un nuevo diseño, más seguro había desatado una locura por las bicicletas en todo el país. Los hermanos abrieron una tienda de bicicletas en 1892, para vender y reparar bicicletas, comenzando a fabricar su propio diseño en 1896.
Siempre curiosos acerca de la aeronáutica, Orville y Wilbur seguían las últimas noticias sobre los vuelos. Cuando el famoso aviador alemán Otto Lilienthal, cuya investigación habían estudiado, murió en un accidente de parapente, los hermanos Wright se convencieron de que, con mejores diseños, el vuelo humano era posible. Los hermanos llevaron su trabajo a Kitty Hawk, Carolina del Norte, donde los fuertes vientos eran más propicios para volar.
Orville y Wilbur comenzaron a experimentar con alas. Observaron que las aves doblaban en ángulo sus alas para equilibrar y controlar sus cuerpos durante el vuelo. Utilizando su concepto de "deformación de ala" y un timón móvil, los hermanos desarrollaron un diseño que habían eludido todos sus predecesores. El 17 de diciembre de 1903, los hermanos Wright lograron hacer el primer vuelo libre y controlado de un avión de propulsión mecánica. De los cuatro vuelos que hicieron ese día, el más largo fue de 59 segundos, en una distancia de de 852 pies. Hoy en día, los hermanos Wright se consideran los "padres de la aviación moderna."
La noticia de la hazaña de los Wright fue recibida con escepticismo. Después de financiar una serie de experimentos de vuelo fallidos, el gobierno de Estados Unidos se mostró reacio a respaldar su trabajo. Cuando Wilbur se embarcó para Europa, Orville se dirigió a Washington, DC, para mostrar su máquina voladora con la esperanza de ganar contratos del gobierno y el ejército. En julio de 1909, Orville completó los vuelos de demostración para el Ejército de Estados Unidos, que había exigido que el avión incluyera un asiento para pasajeros. Los hermanos Wright vendieron el avión por 30.000 dólares.
El extraordinario éxito de los hermanos Wright les consiguió contratos, tanto en Europa como en Estados Unidos, y pronto se convirtieron en dueños de un próspero negocio. Comenzaron a construir una gran casa familiar en Dayton, donde habían pasado gran parte de su infancia.
El 25 de mayo de 1910, Orville voló durante seis minutos, con Wilbur como su pasajero, siendo ésste el primer y único vuelo que los hermanos harían juntos. Ese mismo día, Orville llevó a su padre de 82 años de edad, a realizar el primer y único vuelo de su vida.
En 1912, Wilbur murió de fiebre tifoidea. Sin su hermano y socio en los negocios, Orville se vio obligado a asumir la presidencia de la empresa Wright. A diferencia de su hermano, sin embargo, le preocupaba poco el aspecto comercial de su trabajo y, por ende, vendió la compañía en 1915.
Orville Wright pasó sus últimos treinta años de su vida asesorando a juntas y comités relacionados con la aeronáutica, incluido el Comité Consultivo Nacional para la Aeronáutica, predecesora de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio. Cortó la comunicación con su hermana, Katharine, cuando ella se casó en 1926. Ni Orville ni Wilbur nunca se casaron, y él se molestó en gran medida por la elección de su hermana. En 1929, tuvo que ser persuadido para visitar Katharine en su lecho de muerte.
El 30 de enero de 1948, Orville murió después de sufrir un segundo ataque al corazón. Está enterrado en el terreno de la familia Wright en Dayton, Ohio.