Dirigí alguns curtmetratges i exercí la crítica cinematogràfica abans de renovellar la comèdia espanyola amb Ópera prima (1980). Posteriorment realitzà, entre altres films, Mientras el cuerpo aguante (1981), Sal gorda (1984), El año de las luces (1986), Belle Époque (1992), amb el qual obtingué el premi Sant Jordi (1993) i l’Oscar a la millor pel·lícula estrangera (1994), Two Much (1995), La niña de tus ojos (1998, premi Goya a la millor pel·lícula l’any 1999), el documental sobre jazz Calle 54 (2000), El embrujo de Shanghai (2002), el documental El milagro de Candeal (2004, premiat amb un Goya el 2005), El baile de la victoria (2009), El artista y la modelo (2012, Concha de Plata a la millor direcció del Festival de Cinema de Sant Sebastià), La reina de España (2016) i El olvido que seremos (2021).
En col·laboració amb el dissenyador Xavier Mariscal, realitzà Chico & Rita (2010), que rebé els premis Goya, de l’Acadèmia del Cinema Europeu, el premi Gaudí al millor film d’animació (2011), el Sant Jordi (2012) i fou nominada als Oscar. El 1988 fou president de l’Acadèmia de les Arts i les Ciències Cinematogràfiques d’Espanya. L’any 2015 rebé el Premio Nacional de cinematografia.