Formé pour l'essentiel durant son service militaire au département audiovisuel de la Marine néerlandaise, pour laquelle il tourne des documentaires promotionnels dès 1964, il réalise ses premiers films aux Pays-Bas. Il obtient rapidement des succès importants avec, notamment, "Turkish Délices" (1973), record d'entrées dans son pays encore aujourd'hui. Mais après le très rude "Spetters" (1980), la censure, de plus en plus forte, le conduit à partir aux États-Unis. Il y découvre un tout autre monde, et c'est là qu'il obtient ses plus grands succès internationaux : "RoboCop" (1987), "Total Recall" (1990), "Basic Instinct" (1992), avant les controversés "Showgirls" (1995) et "Starship Troopers" (1997). Mais progressivement, le côté dérangeant et provocateur de sa production lui met les studios à dos, et le manque croissant de liberté le décide à rentrer en Europe pour tourner "Black Book" (2006). Regagnant en reconnaissance, il présente en 2016 le film francophone "Elle", qui reçoit de nombreuses récompenses, parmi lesquelles une sélection en compétition officielle à Cannes, et deux César, dont celui du meilleur film.