Eğitimci bir ailenin çocuğu olan Sayles, Williams College'dan psikoloji dalında lisans derecesi aldı (1972) ve burada aynı zamanda oyunlarda rol aldı ve kurmaca yazmaya başladı. Mezun olduktan sonra Sayles, dünya görüşünü genişleten çeşitli mavi yakalı işlerle ve bir dizi ülke çapında otostop gezileriyle kendini destekledi. 1975'te cross-dressing yapan bir barnstorming softball takımı hakkındaki ilk romanı The Pride of the Bimbos'u yayınladı. Bir yıl sonra "I-80 Nebraska, m.490-m.205" adlı kısa öyküsüyle O. Henry Ödülü'nü kazandı ve 1977'de "Breed" ile bir ödül daha kazandı. Sayles'in ikinci romanı, Batı Virginia'lı bir madencinin 1960'ların çalkantılı ortamında oğlunu arayışını anlatan Union Dues (1977), Ulusal Kitap Ödülü finalisti oldu. Döneme ait kısa öyküleri The Anarchist's Convention (1979) adlı kitapta toplandı.

Sayles sinema endüstrisine girişini, daha sonra Eight Men Out (1988) olarak yöneteceği Black Sox Skandalı'na dayanan bir senaryoyu temel alarak yazdı. Aralarında Piranha (1978) ve Battle Beyond the Stars (1980) gibi Roger Corman için yazdığı filmlerin de bulunduğu ilk senaryo çalışmaları, Sayles'in edebi ve sinematik referanslarla doldurduğu tür denemeleriydi. Daha sonraki sipariş edilmiş senaryo projeleri arasında The Howling (1981), The Quick and the Dead (1995) ve The Alamo (2004) yer aldı. Yazarlığından kazandığı 40.000 dolarla Sayles ilk yönetmenlik denemesini 1960'larda aktivist olan eski üniversite arkadaşlarının yeniden bir araya gelişini anlatan Return of the Secaucus 7 (1980) ile yaptı. Ağırlıklı olarak Sayles'in yazlık tiyatrolarda birlikte çalıştığı oyunculardan oluşan oyuncu kadrosunda Williams College'dan sınıf arkadaşı David Strathairn ve Sayles'in hayat arkadaşı ve filmlerinin çoğunun yapımcısı olan Maggie Renzi de yer alıyordu.

Dönüş ile Sayles, John Cassavetes'in öncülüğünü yaptığı sabırlı, karakter odaklı bağımsız film yapım geleneğinin mirasçısı olduğunu kanıtlayan bir çalışmaya başladı. Sayles'in politik farkındalığa sahip filmleri genellikle marjinal karakterlere odaklanır, toplumun çeşitli katmanlarını bir araya getirir veya ABD tarihinin bilinmeyen bölümlerini inceler. Sıklıkla Amerikan yaşamının ulusal ideallerinin vaatlerini yerine getirmedeki başarısızlığını ortaya koyarlar, ancak neredeyse her zaman mizahla mayalanır ve umuda dayanırlar. Sayles, filmlerini yazmanın, yönetmenin ve çoğu zaman oynamanın yanı sıra, genellikle kurgularını da kendisi yapmıştır.

Yönetmen olarak çektiği filmler arasında Lianna (1983); Baby, It's You (1983); 1920'lerde sendika kurmak için mücadele eden kömür madencilerini konu alan Matewan (1987); ayrımcılığı yerden yere vuran bir bilim-kurgu komedisi olan The Brother from Another Planet (1984); City of Hope (1991) sayılabilir; Sayles'a en iyi özgün senaryo dalında Akademi Ödülü adaylığı kazandıran Passion Fish (1992) ve incelikle işlenmiş kültürler arası cinayet gizemi Lone Star (1996); The Secret of Roan Inish (1994); Men with Guns (1997); Limbo (1999); Sunshine State (2002); Casa de Los Babys (2003); Silver City (2004); ve Honeydripper (2007).

Diğer kitapları arasında Thinking in Pictures: The Making of the Movie Matewan (1987), Los Gusanos (1991) adlı romanı ve Dillinger in Hollywood (2004) adlı kısa öykü derlemesi diğer kitapları arasındadır. Sayles, 20. yüzyılın başında geçen kapsamlı bir tarihi roman olan A Moment in the Sun (2011) için yayıncı ararken, Filipin-Amerikan Savaşı'nı (1899-1902) anlatan Amigo (2010) filmini çekmek üzere Filipinler'e gitti. Daha sonra çektiği gerilim filmi Go for Sisters'da (2013), kanunun karşıt taraflarında yer alan iki kadın, içlerinden birinin Meksika'da kaçırılan oğlunu bulmak için bir araya geliyordu. Sayles, Kuzey Dakota'daki küçük bir kasabada ve yakınlardaki bir Kızılderili rezervasyonunda yaşanan petrol patlamasının etkilerini inceleyen Yellow Earth (2020) adlı romanıyla dikkatini yeniden kurguya çevirdi.