Figura marcante do Cinema Novo, estreou com um filme histórico sobre a condição do negro, Ganga Zumba, rei de Palmares (1964), extraído do livro Ganga Zumba, de João Felício dos Santos. Em seguida, filmou o drama urbano A grande cidade (1966). Fortemente influenciado pelo filme de Glauber Rocha, Terra em transe (1967), dirigiu Os herdeiros (1969), em que trabalhou com alegorias políticas. Revisitou o filme de carnaval em Quando o carnaval chegar (1972). Enfocou a decadência dos engenhos na década de 1930 em Joana francesa (1973). Fez um filme histórico sobre a questão do negro (Xica da Silva, 1976), baseado também em obra homônima de João Felício dos Santos. Lançou Chuvas de verão (1978), olhar poético sobre o subúrbio carioca. Retratou o país em mudança em Bye bye Brasil (1979). Realizou uma superprodução histórica sobre o negro em Quilombo (1984). A juventude apareceu em Um trem para as estrelas (1987). Pessoas em crise em um país também em crise são o universo de Dias melhores virão (1988). O episódico Veja esta canção (1994) foi adaptado de canções de quatro compositores populares. Encenou o romance de Jorge Amado em Tieta do agreste (1996). Baseado na peça Orfeu da Conceição, de Vinicius de Moraes, Orfeu (1999) enfocou o negro que vive nas favelas cariocas; e baseado em conto de João Ubaldo Ribeiro fez a comédia Deus é brasileiro (2003).
Outras obras: O maior amor do mundo (2006), os documentários Nenhum motivo explica a guerra (2006) e Rio da Fé (2013). Em 2015, finalizava o longa O Grande Circo Místico.