Fou alumne de l’American Film Institute i dirigí la seva primera pel·lícula, Badlands, el 1973. Posteriorment rodà Days of Heaven (1978), per la qual Néstor Almendros fou guardonat amb l’Oscar a la millor fotografia i Malick guardonat com a millor director al Festival de Canes. El 1998 realitzà el seu tercer film, The Thin Red Line, una adaptació d’una novel·la de James Jones, amb el qual guanyà l’Os d’Or al Festival de Berlín, i el 2005 The New World, una versió molt personal de la història de Pocahontas i John Smith. L’any 2011 fou guardonat amb la Palma d’Or del Festival de Canes per la pel·lícula The Tree of Life.