1949-ben kapott filmrendezői diplomát az akkor még Színiakadémiának nevezett Színház- és Filmművészeti Főiskolán. 1952-ben az Ecseri lakodalmas című táncfilmjével aratta első nagy sikerét, később mintegy hatvan táncfilmet készített. 1964-ben forgatott egészestés táncfilmje Az életbe táncoltatott lány számos díjat nyert, többek között a cannes-i filmfesztiválon is.
Fontos rendezései között szerepel Az eltüsszentett birodalom (1956), ami a nyolcvanas évek végéig betiltott filmnek számított, nem vetítették, őt magát még a filmgyárból is kitették. 1967-ben rendezte Ezek a fiatalok című zenés filmjét. Mint később erről nyilatkozta: nem esett messze a táncfilmjeitől, mivel "az új generáció dalait egy új folklór részeként" fogta fel. Három év múlva készítette a Szép magyar komédiá-t Balassi Bálint életéről, ezt követően azonban nem rendezett több filmet.
Látványtervező, illetve díszlettervező volt több mint 110 filmben, Jancsó Miklós szinte összes alkotásában közreműködött az 1966-os Szegénylegények-től kezdve a negyvennégy évvel későbbi Oda az igazság-ig, de színházi díszleteket is tervezett. Díszlettervezőként utoljára a mozikban most futó Mancs című családi filmben dolgozott.
Pályafutása során számos elismerésben részesült, elnyerte a filmkritikusok díját (1966, 1982), a Balázs Béla-díjat (1983), a Magyar Filmszemle díját (1987, 2010), a Magyar Filmszemle Életműdíját (2001), és az érdemes művész címet (1987). 2015. január 30-án a magyar filmkritikusoktól életműdíjat kapott. Betegsége miatt az elismerést felesége, Dénes Anna vette át.
"Egy dolog volt mindig fontos: hogy azt mondhassam, amit akarok" - mondta el egy 2001-es interjúban.
Olvasnivaló: Ezek a fiatalok - az első magyar beatfilm szerepe a szocialista Magyarország könnyűzenei életében