Après avoir essayé d'embrasser une carrière de médecin, Henning Carlsen s'oriente vers le cinéma et devient l'assistant de Theodor Christensen, le fondateur du mouvement documentariste danois de l'après-guerre. Au cours des années cinquante, il participe essentiellement à la production de films publicitaires et de documentaires. En 1958, il réalise un documentaire sur une compagnie danoise fabriquant des chauffages en Afrique du Sud, où il peut observer le travail de Lionel Rogosin sur le film "Come Back, Africa". Quatre ans plus tard, fait original et périlleux à la fois, il retourne dans ce pays pour y filmer clandestinement à Johannesbourg, "Dilemme" ("Dilemma"), d'après un roman anti-apartheid de Nadine Gordimer, "A World of Strangers". Ce film obtient le premier prix au festival cinématographique de Mannheim en 1962. Lorens Marmstedt, un producteur suédois indépendant, lui offre sa réelle première chance avec la réalisation à Stockholm de "Chattes" ("Kattorna") en 1965. Mais, c'est surtout "La Faim" ("Sult"), adaptation du roman de Knut Hamsun (1966), qui demeure son film le plus connu et qui fut récompensé au Festival de Cannes 1966. En 1982, Henning Carlsen réalise un film largement autobiographique "La Bourse ou la vie" ("Pengene eller livet").