Né d'un père militaire de carrière et d'une mère institutrice, Andrzej Wajda n'a que treize ans lorsque la seconde guerre mondiale éclate. Son père est tué au combat dès septembre 1939 et le jeune Andrzej est contraint de se mettre au travail pour subvenir aux besoins de sa famille. Il est tonnelier, serrurier, restaurateur de fresques, ... En 1942, il prend part à la Résistance et s'oppose au communisme. A la fin de ses études classiques en 1946, il s'inscrit à l'Académie des Beaux-arts de Cracovie où il fonde, avec le peintre Andrzej Wroblewki, le Groupe des autodictacts, un mouvement influencé par le néoréalisme. Il étudie ensuite le cinéma, à l'université de Lodz d'où il sort diplômé en 1952.

Génération, son premier long-métrage, est réalisé deux ans plus tard. Pour Roman Polanski, qui joua un petit rôle dans le film, "tout le cinéma polonais est parti de là". Wajda enchaîne avec Ils aimaient la vie, lequel évoque l'insurrection de Varsovie de 1945. Le film fait sensation à Cannes (Prix spécial du Jury et Palme d'Argent), où il est présenté en 1957. Son troisième long-métrage, Cendres et Diamant lui vaut une consécration internationale après sa présentation au XXe festival de Venise en 1959 (Prix FIPRESCI). A travers ces trois films, Wajda illustre l'histoire polonaise et, en particulier la guerre telle qu'il l'a connue. Son cinéma bouscule les tabous de l'époque : l'inaction soviétique lors de l'insurrection de Varsovie (Ils aimaient la vie), l'antisémitisme polonais (Samson, 1961), le divorce qui se creuse alors entre les générations (L'Amour à 20 ans, 1962).

Acteur majeur du cinéma polonais des années 60, Zbigniew Cybulski meurt accidentellement en 1967 : Wajda, qui avait tourné trois films avec celui qu'il comparait au Jean Gabin des années 30, lui rend hommage dans Tout est à vendre en 1969. Jusqu'au Noces (1973), le cinéma de Wajda, entre absurdité et dérision, s'attache à démythifier la Pologne. Ses films remettent en cause l'héroïsme édicté par le réalisme socialiste et comportent au contraire une dimension tragique. Le cinéaste prend également en compte le destin collectif des Polonais.

Un tournant intervient en 1975 avec La Terre de la grande promesse (nommé aux Oscars). Andrzej Wajda s'intéresse en primauté à l'individu et à sa solitude intrinsèque. L'Homme de marbre, suivi de L'Homme de fer s'inscrivent immédiatement comme parmi ses films majeurs de Wajda. L'Homme de fer remportera même la Palme d'Or en 1981. Le cinéaste y défend, contre le pouvoir communiste en place, les thèses de Solidarités, fédération de syndicats polonais dirigée à l'origine par Lech Walesa.

A partir du début des années 80, Wajda commence à travailler à l'étranger, la situation politique de la Pologne le privant de sa nécessaire indépendance artistique. Il tourne d'abord Danton en France avec Gérard Depardieu (1982) qui lui vaudra le César du Meilleur réalisateur et le Prix Louis Delluc, puis Un amour en Allemagne avec Hanna Schygulla -l'ex-égérie de Fassbinder- en RFA (1983). Son ambitieuse adaptation des Possédés, d'après Dostoievski et avec Isabelle Huppert, est un échec (1987). De plus en plus, Wajda peine à séduire le public. Il renoue néanmoins avec un certain succès grâce à Pan Tadeusz en 2000. La même année, il reçoit un Oscar d'honneur pour l'ensemble de sa carrière. Le cinéaste signe ensuite La Vengeance (2002).

En 2007, Andrzej Wajda se tourne vers des projets engagés, avec Katyn, un drame très personnel autour du massacre de Katyn perpétré durant la Seconde Guerre mondiale, et dédié à la mémoire de ses parents. Deux ans plus tard, Sweet Rush rend hommage au chef opérateur Edward Klosinski, décédé en 2008, et mari de l’actrice du film, Krystyna Janda. Pour ce long métrage, Wajda reçoit les prix Alfred-Bauer et Fipresci au Festival de Berlin 2009. En 2013, il tourne le biopic L’Homme du peuple, dans lequel il raconte le parcours de Lech Walesa (Robert Wieckiewicz), figure emblématique de la Pologne, qui s’est affranchi de l’influence de l’URSS en fondant le mouvement Solidarnosc en 1980, avant de devenir le président de la République polonaise en 1990.

Le dernier film du cinéaste, Powidoki, évocation de la vie du peintre avant-gardiste Władysław Strzeminski, représente les chances polonaises dans la course aux Oscars 2017.