Père de l'actrice Lou Doillon (qu'il a eue avec Jane Birkin) et de la comédienne-réalisatrice Lola Doillon (Et toi t'es sur qui - 2007), il a démarré sa carrière comme monteur et documentariste.
En 1971, il réalise un premier court-métrage, On ne dit pas tout entre époux, adapté de la bande-dessinée éponyme de Gébé. C'est d'ailleurs avec ce dernier qu'il réalisera aussi le long-métrage L'An 01.
En 1974, il met en scène Les Doigts dans la tête, qui conte les pérégrinations sentimentales et professionnelles d'un apprenti-boulanger. Le film lui vaut un joli succès critique.
François Truffaut convainc d'ailleurs le producteur Claude Berri de le laisser diriger Un Sac de billes (1975), une transposition à l'écran du roman de Joseph Joffo.
En 1978, il tourne La Femme qui pleure et La Drôlesse.
Alors que les faveurs de la presse persévèrent autours des oeuvres qu'il met en scène durant les années 80, il connaît son plus gros succès populaire en 1990 avec Le Petit criminel.
S'ensuivent des films comme Le jeune Werther (1993), Ponette (1996), ou Carrément à l'Ouest (2001).
En 2003, il met en images la rencontre entre une femme marocaine et un occidental dans Raja.
Ce n'est que 5 ans plus tard, que sort sur les écrans Le Premier venu, l'histoire d'une jeune bourgeoise décidée à pallier la vacuité de son existence en donnant son amour au premier homme qu'elle rencontrera.
