Després de dirigir curtmetratges i un llargmetratge (Firelight, 1964), a més de diversos telefilms, el 1971 rodà Duel, que el situà entre els directors i guionistes més innovadors en el gènere del cinema de terror. Posteriorment es consolidà amb el film The Sugarland Express (1974), amb el qual obtingué el premi del Festival de Canes al millor guió. Per la seva versatilitat, que li ha permès abordar pràcticament tots els gèneres i registres, el domini del ritme cinematogràfic i l’ús encertat i assidu dels efectes especials, ha esdevingut un dels realitzadors més populars i valorats de la història del cinema.
Moltes de les seves pel·lícules són superproduccions. En aquest sentit cal esmentar Jaws (1975), film que representà també una fita en el gènere de terror. Posteriorment rodà Close Encounters of the Third Kind (1977), sobre els contactes entre humans i extraterrestres; 1941 (1979), a partir d’un episodi d’histèria col·lectiva, i Raiders of the Lost Ark (1981), primera de la sèrie d’aventures protagonitzades per l’arqueòleg Indiana Jones, a la qual seguiren Indiana Jones and the Temple of Doom (1984), Indiana Jones and the Last Crusade (1989) i Indiana Jones and the Kingdom of the Crystal Skull (2008).
Tingueren també un gran èxit els films E.T. (1982), recreació del tema de les visites d’extraterrestres en clau de benevolència; The Color Purple (1985), contra els prejudicis racials, i Jurassic Park (1992), notable per la versemblança aconseguida en la recreació dels dinosaures, del qual és una seqüela The Lost World (1997). El 1993 dirigí Schindler’s List, sobre l’Holocaust, amb el qual obtingué set premis Oscar (1994), entre d’altres a la millor pel·lícula i al millor director. Seguiren Amistad (1997), sobre una revolta d’esclaus del 1893; el film bèl·lic Saving Private Ryan (1998), amb el qual obtingué l’Oscar a la millor direcció (1999); Artificial Intelligence (2001), exploració inquietant sobre la frontera entre la humanitat i els robots; el thriller futurista Minority Report (2002); Catch Me If You Can (2002), història d’un impostor; The Terminal (2004), comèdia amb tocs surrealistes sobre la immigració; War of the Worlds (2005), nova versió del clàssic de ciència-ficció d’H.G. Wells; Munich (2005), basat en l’atemptat terrorista als Jocs Olímpics del 1972; The Adventures of Tintin (2011), film d’animació en tres dimensions basat en dues aventures del personatge d’Hergé; War Horse (2011); Lincoln (2012), biografia d’aquest president nord-americà; Bridge of Spies (2015), història d’espionatge durant la guerra freda; The BFG (2016), basat en una narració fantàstica de Roald Dahl; The Post (2017), sobre una investigació de secrets d’estat; Ready Player One (2018), pel·lícula de ciència-ficció basada en l’obra d’Ernest Cline; West Side Story (2021), film premiat el 2022 amb l’Oscar a la millor actriu secundària, Ariana DeBose, i amb els Globus d’Or a la millor pel·lícula, a la millor actriu, Rachel Zegler, i a la millor actriu secundària, segona versió cinematogràfica de la pel·lícula homònima dirigida per Robert Wise i Jerome Robbins de l’any 1961, i The Fabelmans (2022), Globus d’Or (2023) a la millor pel·lícula i al millor director, film inspirat parcialment en els primers anys de vida del director.
És també un productor destacat a través de la seva empresa Amblin Entertainment, que fundà l’any 1981. A més de les pròpies pel·lícules, ha produït èxits com ara Gremlins (1984), de Joe Dante; The Goonies (1985), de Richard Donner; Who Framed Roger Rabbit (1988), de Robert Zemeckis; Casper (1994), de Brad Silberling; Men in Black (1997), de Barry Sonnenfeld, o Memoirs of a Geisha (2005), de Rob Marshall, i ha col·laborat també amb l’empresa Dreamworks (1994), especialitzada en animació.
Produí el documental The Last Days (1999), dirigit per James Moll, arran del qual entrà en col·laboració amb la Universitat Hebrea de Jerusalem per a posar en marxa l’Steven Spielberg Jewish Film per a preservar la memòria de l’Holocaust. L’any 1993 fou guardonat amb el Lleó d’Or del Festival de Venècia per la seva trajectòria.