A partir de los años 80, Michel Gondry realiza clips musicales para su grupo Oui Oui en el que toca la batería, antes de convertirse en el realizador de clips más conocido del mundo habiendo colaborado con Björk, los Rolling Stones, The Chemical Brothers, IAM, Radiohead, Kylie Minogue y los White Stripes.

Dirige su primer largometraje en 2001, la fábula Human Nature, que escenifica a Patricia Arquette y a Tim Robbins en el papel de dos científicos que pierden la fe en la humanidad. Esta película le brinda a Michel Gondry la ocasión de trabajar con el guionista americano Charlie Kaufman, con el que volverá a encontrarse en 2004 para Eternal Sunshine of the Spotless Mind, premiado en 2005 con el Oscar al Mejor guión extranjero. M. Gondry escribe y dirige su siguiente cinta, La Science des rêves, obra onírica con Gael García Bernal y Charlotte Gainsbourg. Artista prolífico, dirige a continuación la comedia Soyez sympa, Rembobinez, un documental familiar, L’Epine dans le cœur, seguido por una producción americana inspirada en un comic de los años 60, The Green Hornet, y un drama urbano sobre los colegiales del Bronx, The We and the I. En 2013, M. Gondry adapta al cine la novela de Boris Vian L’écume des jours, con Audrey Tautou y Romain Duris. El mismo año, tras realizar una larga serie de entrevistas, M. Gondry crea Conversation animée avec Noam Chomsky, un documental de animación sobre el célebre lingüista americano. Por otra parte, "L'Usine de Films Amateurs" (« La Fábrica de Películas de aficionados ») - proyecto único en su género inventado por M. Gondry que da a los cineastas aficionados la posibilidad de realizar un breve filme en tres horas -, recorre el mundo entero: después de Nueva York, Río, São Paulo, París, Rotterdam, Johannesburgo, Moscú y Casablanca, la Fábrica acaba de poner un pie en Tokio.