Figlio di immigrati nigeriani, Famuyiwa è cresciuto vicino a Los Angeles, California, nella città di Inglewood. Dopo il liceo ha frequentato l'University of Southern California, dove ha ottenuto una doppia laurea in Cinematic Arts Film & Television Production e Cinematic Arts Critical Studies. Durante gli studi universitari, Famuyiwa ha lavorato al fianco del professor Todd Boyd, che lo avrebbe poi aiutato a scrivere e produrre il suo primo lungometraggio.[1] Nel 1996, prima della laurea, ha realizzato un cortometraggio di 12 minuti dal titolo Blacktop Lingo, che gli ha permesso di entrare al Sundance Filmmaker's Institute. Durante la sua permanenza presso il laboratorio del Sundance, ha avuto modo di ultimare il suo primo lungometraggio intitolato The Wood. Il film è stato distribuito nel 1999 con un cast che comprende Omar Epps, Richard T. Jones e Taye Diggs.
Nel giugno 2016, Famuyiwa viene ingaggiato per dirigere un film del DC Extended Universe incentrato sul personaggio dei fumetti Flash, previsto per il 2018,[2] ma ad ottobre 2016 abbandona il progetto.[3]
