Nasce a Londra nel 1970, e la sua carriera ha inizio nel 1998 quando sua moglie, la produttrice cinematografica Emma Thomas, produce il suo primo film "Following", che vince la Tigre d'oro al Festival di Rotterdam nel 1999. Grazie alla pellicola successiva, "Memento" (2000), con Guy Pearce, Carrie-Anne Moss e Joe Pantoliano, girato in soli 25 giorni, inizia il vero e proprio successo: il film viene premiato in numerosi Festival, vincendo 4 Independent Spirit Awards 2002 per il miglior film, miglior regista, miglior sceneggiatura, e in seguito anche quello per la Miglior attrice non protagonista a Carrie-Anne Moss. Nel 2002 dirige un nuovo film, "Insomnia", che vede Al Pacino alle prese con un Robin Williams, per la prima volta nel ruolo del cattivo; accanto ai due protagonisti recita Hilary Swank. Nel 2005 dirige "Batman Begins", una nuova versione di Batman, e nel 2006 dà alla luce il capolavoro illusionista "The Prestige" con Hugh Jackman e Christian Bale. Nel 2008 doppia il successo del suo primo Batman girando "Il cavaliere oscuro", con Heath Ledger, che vince l'Oscar 2009 come Miglior attore non protagonista. Termina, sempre nel 2009, le riprese di "Inception", un progetto a cui lavorava da almeno dieci anni, distribuito nelle sale nel 2010.