Nasceu no México em 1963. Estudou direção teatral com o polonês Ludwig Margules e direção de atores com Judith Weston, em Los Angeles. Amores Brutos (2000), sua estreia na direção de longas-metragens, foi selecionado no Festival de Cannes, e exibido na 24ª Mostra. A seguir, dirigiu filmes aclamados como 21 Gramas (2003), premiado pela atuação de Sean Penn no Festival de Veneza; Babel (2006, 30ª Mostra), que venceu os prêmios de melhor direção, melhor edição e do júri ecumênico no Festival de Cannes; Biutiful (2010), prêmio de melhor ator para Javier Bardem no Festival de Cannes; e Birdman ou (A Inesperada Virtude da Ignorância) (2014) e O Regresso (2015), pelos quais venceu o Oscar de Melhor Diretor.