Après avoir dirigé le Baiser du tueur (1955) et Ultime Razzia (1956), il tourne les Sentiers de la gloire (1957) et Spartacus (1960). C'est à partir de Lolita (1962) et de Docteur Folamour (1963) qu'il devient l'un des cinéastes les plus originaux de son époque, ce que confirme 2001, l'Odyssée de l'espace (1968), film qui a fait de la science-fiction un genre cinématographique majeur. On lui doit encore : Orange mécanique (1971), Barry Lyndon (1975), Shining (1979), Full Metal Jacket (1987), Eyes Wide Shut (1999).
