Iniziò l'attività artistica come attore in Germania, sotto la guida di Max Reinhardt. In seguito passò alla regia e nel 1929 divenne direttore del Teatro della Josefstadt. Nel 1934 emigrò in America e continuò l'attività teatrale a Broadway e presso la scuola drammatica dell'università di Yale. La notorietà mondiale gli venne però dal cinema, al quale, dopo le prime esperienze registiche in Austria, si era dedicato con maggiore impegno dopo il trasferimento negli Stati Uniti, cimentandosi anche nella veste d'attore. Il suo primo successo fu, nel 1943, Vertigine, che ne rivelò le considerevoli capacità, volte soprattutto a ritrarre situazioni psicologiche e stati d'animo assai complessi. Nei film successivi si orientò verso una produzione di indirizzo più commerciale, cercando, e spesso riuscendovi, di conciliare questa esigenza con un pregevole contenuto artistico. Tra i film in cui dette prova di versatilità e di mestiere, si possono ricordare: La signora in ermellino (1948), lasciato incompiuto da Lubitsch e da lui concluso; La vergine sotto il tetto (1953), una valida commedia brillante; Carmen Jones (1954), la Carmen di Bizet trasformata in un musical nero; Corte marziale (1955); il robusto L'uomo dal braccio d'oro (1956), da un romanzo di Algren; Santa Giovanna (1957), da Shaw; Porgy and Bess (1959), dall'opera di Gershwin; Anatomia di un omicidio (1959); il colossal Exodus (1960) sul ritorno degli ebrei in Palestina dopo l'Olocausto; Tempesta su Washington (1962), di argomento fantapolitico; Il cardinale (1963). Negli anni Settanta tornò alla commedia brillante con Ma che razza di amici! (1972) e al genere avventuroso con Operazione Rosebud (1974).