Ele começou como baterista da banda pop francesa Oui Oui, inclusive produzindo os clipes da mesma. Depois, tomou gosto pela prfissão de diretor e continuou dirigindo e produzindo clipes de vários outros artistas, dentre eles: Bjork, Radiohead, White Stripes, Sheryl Crow, The Rolling Stones e até Paul McCartney.
Mas ele não parou por aí e começou a dirigir curtas como o La Lettre de 1998 e One Day de 2001. Foi neste mesmo ano que ele dirigiu A Natureza Quase Humana, do famoso roteirista Charles Kaufman (Quero ser John Malcovich, Adaptação) e se consagrou no mundo do cinema.
Em 2004 dirige e roteiriza (junto com Kaufman) seu mais famoso filme até então, Brilho Eterno de Uma Mente Sem Lembrança, o que lhe rendeu o Oscar de melhor roteiro original.
Em 2006 dirige e roteiriza o atordoante Sonhando Acordado e já está com dois longa em andamento Master of Space and Time (pré produção) e Be Kind, Rewind (pós produção).
