Dès son premier film, À bout de souffle (1959), il donne le ton de la « nouvelle vague » : personnages romantiques, désinvolture et vivacité d'un récit truffé de citations littéraires, picturales, cinématographiques. Il réalise ensuite : le Petit Soldat, Vivre sa vie, les Carabiniers. Avec le Mépris (1963), il tire du roman de Moravia une tragédie superbe et implacable, qui met en question les rapports entre hommes et femmes, entre cinéastes et producteurs, entre cinéma et réalité. Cette première période se poursuit avec Pierrot le Fou (1965), la Chinoise (1967). Après 1968, il réalise surtout des films militants et des recherches sur la vidéo, mais revient à la fiction avec Tout va bien (1972), puis Passion (1982), Je vous salue Marie (1985), Nouvelle Vague (1990), Allemagne année 90 neuf zéro (1991), Hélas pour moi (1993), Éloge de l'amour (2001), Adieu au langage (2014). Il a influencé une nouvelle génération du cinéma français.
