Escritor, roteirista, diretor de cinema e fundador do Festival de Guadalajara.
No início da carreira, trabalhou como supervisor de maquiagem em diversas produções e dirigiu programas na televisão mexicana. Produziu e rodou seu primeiro longa, Dona Hermelinda e seu filho, em 1986. Em 1992, lançou o filme de terror Cronos, que recebeu o Prêmio Ariel em nove categorias, incluindo o de melhor filme, diretor e roteiro, e o Prêmio Mercedes-Benz, no Festival de Cannes. Seu primeiro filme em Hollywood, nos Estados Unidos, foi Mimic (1997). Esteve à frente da produção hispano-mexicana A espinha do diabo (2001). De volta a Hollywood, rodou Blade II (2002) e Hellboy (2004). O labirinto do fauno (2007) venceu sete categorias do Prêmio Goya e recebeu três Oscar: fotografia, maquiagem e direção de arte, além de ter sido indicado ao Oscar de filme estrangeiro. A partir de 2010, Del Toro estabeleceu uma parceria com a Dream Works, produzindo e supervisionando longas de animação do estúdio norte-americano. Radicado em Los Angeles (EUA), dirigiu Pacific rim (2013) e produziu The book of life (2014). Em outubro de 2015, lançaria seu novo filme, o terror gótico Crimson peak.
Na literatura, é autor, em parceria com Chuck Hogan, da trilogia La obscuridad, composta dos seguintes romances sobre vampiros: Nocturna (2009), Oscura (2010) e Eterna (2011).
É casado com Lorenza Newton e tem duas filhas, Mariana e Marisa.