De família jueva, el 1928 fou acusat falsament de la mort del seu pare en un accident de muntanya i, en un fort clima antisemita, condemnat a presó, de la qual es deslliurà gràcies a una campanya que mobilitzà personalitats influents de tot Europa. Poc abans d’acabar els estudis d’enginyeria a Dresden (Alemanya), es decantà per la fotografia i anà a París, on obrí un estudi (1934) que, pel seu afany innovador tant estètic com tècnic (inventà una càmera rèflex de lent doble), aviat esdevingué molt popular entre la intel·lectualitat: retratà, entre d’altres, André Gide, Marc Chagall, Le Corbusier, Paul Valéry i André Malraux. El 1940, fugint de l’ocupació nazi, emigrà als Estats Units, on recomençà la seva carrera i aviat es convertí en un dels fotògrafs nord-americans de més prestigi. Continuant la seva activitat de retratista de celebritats de tots els camps, féu retrats, entre d’altres, de Marilyn Monroe, Humprey Bogart, Frank Sinatra i Albert Einstein. Il·lustrà, entre moltes altres revistes, un centenar de portades de Life. El 1941 inicià una col·laboració de més de trenta anys amb Salvador Dalí, del qual féu nombrosos retrats que reflectien el seu univers surrealista, entre els quals sobresurten Dali Atomicus (1948) i la sèrie Dali’s Mustache (1954). És també molt famosa la seva sèrie Jumpology (1953-59) de retrats de personatges famosos en posició de saltar. Féu nombroses exposicions i és considerat un dels més destacats fotògrafs de tots els temps.