Après avoir fait son service civil dans un ciné-club de Rhénanie, il finit ses études (lettres et théâtre) à Berlin. Diplômé de l'Académie de cinéma et de télévision de Berlin, il devient ensuite assistant à la réalisation.
De 1987 à 1993, il réalise courts métrages, téléfilms et documentaires pour la ZDF et Arte. Il réalise son premier long-métrage en 2000:
Controle D'Identite (Die Innere Sicherheit) dont il signe également le scénario.
Ce film fait de Christian Petzold l'un des chefs de file de la "nouvelle nouvelle vague" du cinéma allemand (et notamment de ce qu'on a appelé l'"école de Berlin") et lui permet d'être, par la suite, fréquemment, sélectionné en compétition au Festival de Berlin, notamment pour les films
Fantômes (gespenter) en 2004, et
Yella en 2007.
En 2012, il reçoit l'
Ours d'argent du meilleur réalisateur lors du
62ème Festival International Du Film De Berlin 2012 pour son film
Barbara.
