Figlio di un fotografo, si familiarizzò ben presto con la tecnica cinematografica. Esordì nella regia con Il ponte (1927) e Pioggia (1929), due cortometraggi, dove il formalismo si univa con un delicato lirismo. Ad essi fece seguito I frangenti (1929), unico film a soggetto girato dal grande documentarista. Successivamente, seguendo le sue convinzioni politiche, si dedicò quasi esclusivamente al documentario sociale e politico. Girò il mondo per filmare i diversi aspetti della lotta degli uomini per il progresso sociale e civile. Dopo aver esaltato la gioventù comunista russa in Komsomol o Il canto degli eroi (1932), realizza in patria Zuiderzee (1930-34), comunemente considerato il suo capolavoro, nel quale al tema dell'esaltazione del lavoro compiuto dall'uomo per strappare la terra al mare si connette quello della protesta per le condizioni di lavoro. In Belgio gira Borinage (1933) che filma le misere condizioni di lavoro dei minatori; in Spagna documenta la tragedia della guerra civile in Terra di Spagna (1937), con commento di E. Hemingway; in Cina riprende l'eroica resistenza di quel popolo ai giapponesi in I 400 milioni (1939); negli USA e in Canada durante la guerra, firma tra l'altro, con Lewis Milestone, Our Russian Front (1941) e collabora alla serie Why We Fight di Frank Capra. Nel dopoguerra acuisce il suo impegno sociale e politico: ovunque vi sono degli oppressi da difendere o delle rivoluzioni da fare, egli si sente attratto, impegnato a scoprire la profonda umanità che ogni lotta nasconde. Si interessa all'entusiasmo che anima i nuovi Stati comunisti con I primi anni (1947-49), Carnet di viaggio (1960) e Popolo armato (1961) su Cuba. Abbraccia le speranze delle associazioni pacifiste e antimilitariste internazionali con La pace vincerà la guerra (1951) e L'amicizia vincerà (1952); si interessa ai problemi dei nuovi popoli che si affacciano sulla scena mondiale con L'Indonesia chiama (1946) e Domani a Nanguila (1960); dedica molte energie alla guerra vietnamita girando il Il cielo, la terra (1965), Il diciassettesimo parallelo (1967) e Il popolo e i suoi fucili (1969) ambientato in Laos. Non dimentica neppure di gettare uno sguardo sulla realtà dell'Europa girando, chiamato da Enrico Mattei, il documentario televisivo L'Italia non è un paese povero (1959). L'impegno politico militante non spegne la sua vena lirica che ha modo di esprimersi in lungometraggi come Il canto dei fiumi (1954-55, a cui collaborano Brecht, Sostakovic, Robeson, Pozner), A Valparaiso (1963), La Senna incontra Parigi (1957, ispirato da una poesia originale di Prèvert) o Le mirtral (1964) in cui l'amore per tutto ciò che è umano trasforma il grande documentarista in un autentico poeta della macchina da presa. Torna a interessarsi della Cina e della sua rivoluzione negli anni Settanta girando un'opera complessa e militante Come Yukong rimosse le montagne (1973-75). Ancora la Cina e i suoi magnifici paesaggi sono i protagonisti dell'ultimo lirico e straordinario lungometraggio Io e il vento (1988).