Né en 1972, Alejandro Amenábar, dont la vocation s'affirme dès l'adolescence, entreprend des études de cinéma à la Faculté des Sciences de l'Information de l'Université Complutense de Madrid au début des années 90. Recalé en réalisation à la session de juin 1994, il passe son été à écrire le scénario de son premier film, Tesis, qui retient l'attention du cinéaste et producteur José Luis Cuerda. Le film sortira en 1995. Découvert par le grand public à l'occasion de la la cérémonie de remise des Goya de 1997, où il recueille 7 récompenses, dont celle attribuée au Meilleur Film, le jeune espagnol, âgé de 23 ans, que la critique n'hésite pas à comparer à Orson Welles, est alors qualifié de « prodige ».

A partir d'une intrigue située dans l'enceinte de la Faculté de Sciences de l'Information de Madrid, Tesis met en scène l'univers sordide des snuff movies découvert par hasard par Angela (Ana Torrent) qui mène des recherches dans le cadre de sa thèse sur la violence audiovisuelle. Au-delà de son indubitable intérêt en tant que thriller, qui maintient le spectateur en haleine jusqu'au tout dernier plan, le film peut être considéré comme une sorte de manifeste cinématographique dans lequel le réalisateur met en forme sa relation contradictoire au cinéma nord-américain, faite tout à la fois de fascination et de rejet. C'est précisément ce double mouvement d'assimilation des codes du meilleur cinéma hollywoodien et de création d'un univers absolument personnel dans le cadre du cinéma d'auteur à l'européenne qui, pour le moment, caractérise son œuvre.

Après Tesis, Amenábar a poursuivi, avec Ouvre les yeux et Les Autres, son exploration du cinéma de genre (fantastique, science-fiction pour le premier, film gothique ou d'horreur pour le second), en témoignant d'une maîtrise toujours plus grande de la technique cinématographique dans des récits éminemment complexes qui désorientent le spectateur pour mieux le « scotcher à son siège », selon ses propos. Il est par ailleurs resté fidèle aux questionnements qui hantaient Tesis sur le rôle, le pouvoir, les limites de l'image, non seulement audiovisuelle, mais aussi virtuelle (Ouvre les yeux) et photographique (Les Autres).
La distribution d'Ouvre les yeux ouvre la voie à la reconnaissance internationale du cinéaste. Remarqué au festival de cinéma indépendant de Sundance, le film attire l'attention de Tom Cruise qui, avec Paula Wagner, en produit le remake, Vanilla sky (2001), réalisé par Cameron Crowe. Cruise et Wagner proposent à Amenábar de produire son film suivant, Les Autres qui, avec Nicole Kidman dans le rôle principal (Grace), contribuera à imposer le cinéaste sur la scène internationale.

En dépit des multiples propositions qui lui sont faites aux Etats-Unis, Alejandro Amenábar surprend à la fois la critique et son public en choisissant, pour son quatrième long métrage, Mar adentro, un sujet social, celui de l'euthanasie, en se penchant sur la figure du tétraplégique Ramón Sampedro, qui mit fin à ses jours, avec la complicité de plusieurs personnes, en 1998. Délaissant l'univers du thriller, Amenábar opérait un changement de registre radical qui, cependant, de manière assez inattendue, connut un immense succès en Espagne, attirant plus de quatre millions de spectateurs dans les salles. Si sa diffusion au-delà des Pyrénées fut plus modeste que celle de Les Autres, Mar adentro obtint cependant une récompense très convoitée, l'Oscar du meilleur film étranger. Ce film, en apparence très éloigné de l'univers des précédents, mettait néanmoins en évidence certains traits de style : un profond sens du récit, une indéniable maîtrise technique, la création d'atmosphères envoûtantes servies par des images qui, sans céder à l' « esthétisme », sont d'une grande qualité. Enfin, de film en film, est menée une réflexion transversale à partir de questionnements métaphysiques fondamentaux sur la vie, la mort ou les limites de la réalité, qui confère à son oeuvre une profondeur inépuisable.

Alejandro Amenábar prépare actuellement son cinquième long métrage, Agora, un drame historique qui se déroule dans une Egypte ancienne bousculée par la montée du christianisme.