生于陕西西安。自幼酷爱绘画。1978年，与张艺谋、顾长卫、吕乐等一同考入北京电影学院摄影系。1982年毕业后分配到峨眉电影制片厂工作，先后任摄影助理、副摄影和摄影师。1984年，首次担任摄影师，拍摄了田壮壮导演的第一部剧情片《9月》。随后继续与田壮壮导演合作，拍摄了《猎场札撒》（1984）和《盗马贼》（1986），影片中写实化的摄影风格使得侯咏被称为“山野派”。

1986年，在丁荫楠导演的历史题材影片《孙中山》中担任摄影师，获第7届中国电影金鸡奖最佳摄影奖。1988年，在郭宝昌执导的城市生活片《他选择了谋杀》中首度担任编剧。1989年，在吴子牛执导的影片《晚钟》中担任摄影师，获第9届中国电影金鸡奖最佳摄影奖。1991年，独立执导影片《天出血》。1993年，与田壮壮再度携手，拍摄了影片《蓝风筝》，延续了简朴、典雅的写实摄影风格。1997年，在谢晋导演的历史战争影片《鸦片战争》中担任摄影师，获第17届中国电影金鸡奖最佳摄影奖。1999年，在《一个都不能少》中担任摄影师，获第19届中国电影金鸡奖最佳摄影奖提名。同年，在《我的父亲母亲》中担任摄影师，获第20届中国电影金鸡奖最佳摄影奖。2003年，执导影片《茉莉花开》，获第7届上海国际电影节评委会大奖、第24届中国电影金鸡奖最佳女主角奖、电影频道传媒大奖最佳剧情片奖。2007年，执导电视剧《卧薪尝胆》，获第2届韩国首尔国际电视节最佳长篇电视剧奖和最佳摄影奖。

除此之外，他还导演了影片《一个人的奥林匹克》（2008），电视剧《闯关东中篇》（2008）、《愤怒的摄影师》（2012）等。侯咏凭借精湛的摄影技术、敏锐的艺术直觉和对电影形式内容之间的依存关系的明确辨析，在光影斑斓的戏剧风格和自然主义的极简写实风格之间游刃有余的辗转，形成了鲜明的艺术特色。1997年，调入深圳影业公司任一级摄影师。2013年，调入上海戏剧学院，任教授、硕士研究生导师、摄影系主任。曾担任中国电影家协会理事、中国影视摄影师学会副会长。