Né de père allemand et de mère française le 7 mai 1962, Dominik Moll grandit à Baden-Baden. Adolescent, il rêve de faire du documentaire animalier, mais il se lance très vite dans la réalisation de films de fiction où la manipulation est le seul mot d'ordre. Fou de Hitchcock et de Kubrick, il s'envole vers New York pour étudier le cinéma à la City University et y tourne son premier court métrage,
The Blanket, d'après une nouvelle de Bukowski.
De retour en France, il intègre l'IDHEC (actuelle FEMIS), y rencontre le futur cinéaste Laurent Cantet et son futur scénariste Gilles Marchand. Les trois hommes ne se quittent plus, et chacun participe au projet de l'autre. Il devient l'assistant de Marcel Ophuls, et réalise plusieurs autres courts dans le cadre de l'école, dont
Le gynécologue et sa secrétaire en 1987.
A 28 ans, il décide de se lancer dans la cour des grands :
il réalise et signe le scénario d'Intimité, inspiré d'une nouvelle de Jean-Paul Sartre. Bien accueilli par la critique, ce film n'aura pourtant pas de succès auprès du public.
Dominik Moll se cantonne alors au rôle d'assistant réalisateur pour ses amis, travaillant sur le documentaire de Marcel Ophuls
Les Veillées D'Armes, sur le premier long de Laurent Cantet,
Les Sanguinaires, sur un court métrage de Gilles Marchand,
C'est plus fort que moi… En 1999, il retrouve Laurent Cantet pour
Ressources Humaines, une nouvelle fois en tant qu'assistant réalisateur.
C'est en 2000 que Dominik Moll écrit et tourne son second long métrage :
Harry Un Ami Qui Vous Veut Du Bien. Présenté en
sélection officielle au Festival de Cannes, le film remporte un succès phénoménal et international, est salué par la critique et le public et empoche quatre César, dont ceux de Meilleur réalisateur et de Meilleur acteur pour Sergi Lopez.
En 2005, le cinéaste monte une nouvelle fois les marches du Festival avec son troisième long métrage,
Lemming, nouveau thriller psychologique avec Charlotte Gainsbourg, Laurent Lucas, André Dussollier et Charlotte Rampling. Quelques mois plus tard, il fait partie du jury au 31e Festival du Cinéma Américain de Deauville.
En 2007, il est membre du
jury du 60ème festival de Cannes. Puis trois ans plus tard, il participe à la comédie
La Reine Des Pommes de de Valérie Donzelli avant de mettre en scène
Le Moine pour lequel il dirige Vincent Cassel dans le rôle d'un moine.
