Après l'obtention d'une licence de lettres classiques, Régis Wargnier travaille comme photographe indépendant avant d'entrer dans l'équipe de Claude Chabrol, au sein de laquelle il effectue des stages comme assistant metteur en scène, puis comme assistant opérateur. Au cours des années 70 et 80, il exerce les fonctions de régisseur général ou de premier assistant réalisateur sur les films de Volker Schloendorff, Valerio Zurlini, Margarethe Von Trotta, Elie Chouraqui, Francis Girod, Patrice Leconte... Le producteur Yannick Bernard lui donne sa chance en lui permettant de réaliser ses deux premiers films, La Femme de ma vie (1986), récompensé par le César de la première ouvre, et Je suis le seigneur du château (1989). En 1991, Régis Wargnier réalise Indochine. Ce film obtient l'Oscar, le Globe et le Goya du meilleur film étranger ainsi que cinq Césars. Puis il tourne en 1995 Une femme française, récompensé trois fois au Festival de Moscou et en 1999, Est-Ouest, nommé pour l'Oscar et le Golden Globe du Meilleur Film Etranger. Il est aussi nommé quatre fois aux Césars. Il travaille actuellement avec William Boyd à l'adaptation en langue anglaise de Man to Man, un scénario écrit avec Frédéric Fougea et Michel Fessler.