Il hante les salles de cinéma et s'imprègne de Fellini, Carpenter, Bunuel, Cassavetes.
En 1994, son premier film, Die Tödliche Maria (1994), fait sensation en offrant un intelligent cocktail de tous les genres.
Tom Tykwer tourne une série de portraits de réalisateurs tels que David Cronenberg, Rosa von Praunheim, Aki Kurismaki, Wim Wenders, Peter Greenaway et Lars von Trier.
Après Winterschlafer (Les Rêveurs), il réalise Cours Lola cours, une histoire d'amour en forme de course poursuite à l'esthétisme avant-gardiste. Ce succès critique et public lui permet de devenir l'un des jeunes cinéastes allemands de premier plan. En 2002, il adapte Heaven, un scénario qu'avait prévu de tourner Krzysztof Kieślowski avant qu'il ne disparaisse, et y dirige Cate Blanchett.
Sa carrière prend un tour international : il est l'un des signataires du film collectif Paris, je t'aime, est chargé de porter à l'écran le best-seller Le Parfum, histoire d'un meurtrier (2006) et réunit Clive Owen et Naomi Wats pour L'Enquête (2009) un thriller relativement anonyme.
Le cinéaste semble avoir voulu redonner un tour plus personnel à sa filmographie avec Drei/ Three (2010), dont il signe le scénario, une histoire crue d'amour et de sexe entre deux hommes et une femme.
