Aos 8 anos, muda-se com a família para Mar del Plata e, aos 18, deixa a Argentina por se recusar a servir no Exército. Vive durante cinco anos entre a Espanha, a França e a Itália, trabalhando como lavador de pratos, pintor de paredes e figurante.
Proibido de voltar a seu país, muda-se para São Paulo, em 1969. Faz o primeiro filme, O Rei da Noite, em 1975. Seu segundo trabalho, Lúcio Flávio-Passageiro da Agonia, é recordista de bilheteria no Brasil em 1977. Em 1981 dirige Pixote - A Lei do Mais Fraco, considerado o melhor filme estrangeiro do ano pela Associação dos Críticos de Los Angeles e de Nova York, e terceiro melhor filme estrangeiro da década pela Associação Nacional de Críticos de Cinema dos Estados Unidos, depois de Ran (Akira Kurosawa) e Fanny & Alexander (Ingmar Bergman).
Em 1985 roda em inglês O Beijo da Mulher Aranha, que recebe quatro indicações para o Oscar, inclusive a de melhor filme, e dá a William Hurt o Oscar e a Palma de Ouro do Festival de Cannes de melhor ator. Em 1987 realiza Ironweed, indicado para o Oscar de 1988 nas categorias melhor ator (com Jack Nicholson) e melhor atriz (com Meryl Streep).
Sua obra seguinte é Brincando nos Campos do Senhor. Em 1997, dois anos após sofrer um transplante de medula para combater um câncer no sistema linfático, produz o autobiográfico Coração Iluminado. Vive atualmente em São Paulo.