McNaughton est né à Chicago dans une famille irlandaise catholique. Il a grandi dans le nord-ouest de l'Illinois, à Rockford. Diplômé du collège Marmion, il a étudié la philosophie à l'université Loyola de Chicago avant de passer aux beaux-arts et à la photographie.
En 1968, McNaughton réalise son premier long métrage, *Head*. Il s'agit d'un film expérimental qui raconte les aventures de la bande The Monkees. Le film est critiqué par la critique et passe inaperçu au box-office.
En 1972, McNaughton dirige *The Border*, son premier film de guerre vietnamienne. Le film reçoit un accueil mitigé de la critique mais est acclamé par les fans du genre. Il est suivi en 1980 par *L'Initiation* qui, comme *The Border*, est une adaptation d'un roman de James Hadley Chase.
En 1986, McNaughton dirige *Henry: Portrait d'un serial killer*. Le film, écrit et interprété par Michael Rooker, suit le parcours d'Henry Lee Lucas, un tueur en série réel. *Henry: Portrait d'un serial killer* est acclamé par la critique mais rencontre également de vives critiques à cause de sa nature graphique et violente.
En 1989, McNaughton dirige *La Guerre des mondes*. Le film, écrit par Jonathan Mostow et Ignacio MartÃnez de la Torre, est une adaptation du roman de H.G. Wells. Il est accueilli en première position aux États-Unis avec un box-office record.
En 1997, McNaughton dirige *L'Invasion*, un film d'horreur qui met en scène une attaque extraterrestre sur la ville de Los Angeles. Le film est acclamé par les fans du genre mais rencontre des difficultés à trouver un distributeur pour sa sortie aux États-Unis.
McNaughton dirige depuis plusieurs projets cinématographiques, dont un remake de *La Guerre des mondes* en 2005 et le film d'action *The Factory* en 2012. En parallèle, il travaille comme scénariste pour la télévision. Il est aussi connu pour son travail de réalisateur sur les séries télévisées *Cold Case* et *Flashpoint*.