１９００年２月２２日、スペイン東部アラゴン州カランダの生まれ。裕福な家庭の７人兄弟の長男。カランダは、「中世が延々と続いている」ような土地柄だったが、生後まもなく一家は州都のサラゴーサに移住。イエズス会付属の学校で７年間学ぶが、大学入学資格をとるまでの２年間は非宗教教育の学校に籍を置き、ルソー、マルクスを読み、ダーウィンの「種の起源」に感動、キリスト教信仰を捨てる。17年、マドリードの学生館時代に詩人のフェデリーコ・ガルシア・ロルカ、次いで画家のサルヴァドール・ダリと親交を結び、またカフェで開かれる集会に参加してアナーキズムに共鳴する。映画は子供の頃から見ていたが、マドリード時代はロイドやキートン、マック・セネット一家の喜劇に傾倒。２３年に父が死ぬとサラドーサに戻るが、２５年、パリに出る。カフェで芸術談義に耽る一方、熱心に映画館通いをして映画批評を書き、フリッツ・ラングの「死滅の谷」を見て映画を撮りたいように思う。
２８年、ダリと共同で脚本を書き、短編「アンダルシアの犬」を監督。アヴァンギャルド映画の傑作としてアンドレ・ブルトンらシュルレアリスト・グループはじめ各方面から熱狂的に迎えられる。次の「黄金時代」では宗教やブルジョア社会の価値体系を痛烈に風刺。大きな波紋を巻き起こすが、上映一週間で禁止処分を受ける。その後、数ヶ月でヨーロッパに戻る。36年、スペイン内戦勃発。共和国政府の命を受けてパリの大使館でプロパカンダ活動に従事した後、39年再び渡米。記録映画のスペイン語版製作などにかかわるが、その需要がなくなると、46年メキシコに渡る。プロデューサーのオスカル・ダンシヘルと組んだミュージカル「グラン・カジノ」を皮切りに以後合作も含め20本のメキシコ映画を撮る。50年、「忘れられた人々」でカンヌ映画祭監督賞を受賞。
61年、スペインで撮った「ビリディアナ」がカンヌ映画祭グランプリに輝き、カトリシズムの深奥に肉欲の面から迫る独特の表現スタイルが世界に衝撃を与える。63年の「小間使いの日記」以来、フランスに拠点を置き、神、宗教、人間、自由、夢といった題材を人生の過去の記憶から引き出した様々な事象と絡めて描き続けた。83年7月29日、メキシコ市で死去。遺作は77年の「欲望のあいまいな対象」。