Conan O'Brien dorastał w katolickiej rodzinie pochodzenia irlandzkiego w Massachusetts. Już w młodym wieku wykształciło się u niego zamiłowanie do komedii. W czasie studiów na prestiżowym Uniwersytecie Harvarda prowadził pismo satyryczne "Harvard Lampoon". Po ukończeniu szkoły zaczął pracować w telewizji, między innymi pisząc materiały do programu "Saturday Night Live" i serialu animowanego "Simpsonowie". W latach 1993-2009 prowadził dla NBC program "Late Night with Conan O'Brien", a w latach 2009-2012 "The Tonight Show with Conan O'Brien". Jego współpraca z NBC zakończyła się, gdy sieć postanowiła przesunąć jego program na późniejszą porę na rzecz programu Jaya Leno, co spotkało się z odmową z jego strony. Od 2010 roku jest gospodarzem we własnym programie telewizyjnym typu talk-show zatytułowanym "Conan" emitowanym w stacji TBS.