Nacido en Newark, Nueva Jersey, e hijo de un cirujano, desde muy temprana edad se interesó sobre todo por las ciencias y la técnica; en dos ocasiones ganó la "National Science Fair Competition" (Concurso Nacional de Ciencias). Mientras estudiaba la carrera de Física, De Palma descubrió su pasión por el séptimo arte, interesándose especialmente por el trabajo de Alfred Hitchcock, Roman Polanski y Jean-Luc Godard. De 1962 a 1964 estudió Arte dramático en el Sarah Lawrence College de Nueva York y dirigió varios cortometrajes. Durante estos años se juntaría con Martin Scorsese, Francis Ford Coppola, Steven Spielberg, George Lucas, John Milius y Paul Schrader, dando pie a una de las generaciones de cineastas más importantes que ha dado el cine norteamericano.
Tras siete producciones independientes, en la que destaca su primera mirada hacia la guerra y en especial a la guerra en Vietnam Greetings (1968) con un joven Robert De Niro, salta a la fama con la película Sisters (1973). El éxito de esta película le llevaría a hacer un cine donde el thriller de marcada influencia Hitchcockiana sería su estandarte, aunque serían dos obras de género fantástico, El fantasma del paraíso (1974) y sobre todo el descomunal éxito de la primera adaptación de una novela de Stephen King Carrie (1976) los que le situarían como uno de los autores más interesantes del nuevo cine de Hollywood que despuntó en los ‘70. Como curiosidad cabe señalar que George Lucas y él, grandes amigos entonces, hicieron un casting conjunto para Carrie y Star Wars. También ayudó a redactar el texto que aparece en la primera escena de esta película.
Ya en los ‘80 encadenaría éxitos y fracasos a partes iguales. Siempre que volvía al thriller al estilo hitchcock triunfaba (Vestida para matar y Doble cuerpo) pero sus inquietudes le llevaron a aceptar el encargo de rodar una nueva versión del clásico Scarface, el terror del hampa (1932) con Al Pacino como gran estrella. Aunque hoy en día es un clásico, en su época fue destrozada por la crítica y supuso un enorme fracaso comercial que hizo que Pacino sólo rodase 1 única película hasta 1989.
Tras rodar, incomprensiblemente, una comedia absurda donde la personalidad del director no se deja ver por ninguna parte, Wise Guys (1986), llega al cenit de su carrera con otro trabajo de encargo, Los intocables de Elliot Ness (1989).
Pionera en la adaptación de series televisivas a la gran pantalla, tanto la crítica como el público la respaldaron. En la cinta se reúne un magnífico plantel de actores donde se ven a unos despuntantes Kevin Costner y Andy García y a un espléndido Sean Connery, quien ganaría el Oscar al mejor actor de reparto por su rol en la cinta, y Robert De Niro deslumbrante en el papel de Al Capone. Mencionar que Al Capone fue la inspiración del tándem Howard Hawks/ Howard Hughes para el antihéroe Tony Camonte en la Scarface original, con lo que De Palma habría contado en apenas 6 años dos veces la historia del mismo personaje.
Tras este sensacional éxito De Palma vuelve los ojos a su vieja obsesión sobre Vietnam aprovechando la estela de premios de Platoon (1986) rueda Corazones de hierro (1989). En esta ocasión rememora una noticia que le marcó en su juventud, la violación de una joven vietnamita a manos de unos soldados estadounidenses. La cinta, a pesar de sus buenas intenciones, se hundió en la taquilla y fue ignorada aunque contaba con actores emergentes como es el caso de Michael J. Fox o Sean Penn. Esta historia sería retomada años después en Redacted (2007), enmarcándola en la guerra del golfo. Su mayor fracaso fue sin embargo su siguiente película, La hoguera de las vanidades (1990), destrozada y denostada a partes iguales.
En la filmografía pendular de De Palma no podía faltar otra nueva adaptación por encargo de una serie de TV. Misión Imposible (1996) es un vehículo para lucimiento de su productor y protagonista Tom Cruise. De Palma respondió con un trabajo eficaz que se saldó con un éxito de taquilla arrollador. Snake Eyes (1998) y Misión a Marte (2000) intentaron ser, igual que la anterior, vehículos de lucimiento de Nick Cage la primera y de intento de consolidar la posición de los emergentes Gary Sinise, Don Cheadle, Connie Nielsen y Jerry O'Connell y afianzar el estatus de Tim Robbins, pero en ambos casos las cifras no fueron lo suficiente como para llamar la atención a pesar de ser películas esforzadas, aunque no notables.
Después de Misión a Marte, y tras una serie de problemas con la industria estadounidense, se traslada a Francia, donde reside, y encuentra una serie de productores con los que consigue filmar Femme Fatale (2002). Esta película, a pesar de recibir críticas negativas, es considerada por críticos de renombre como Roger Ebert como una excelente película. Unos años más tarde, se reencuentra con el productor Art Linson -Los intocables de Elliot Ness y Corazones de hierro- y regresa a los Estados Unidos para dirigir La Dalia Negra (2006). Un año después volvía al cine bélico, a la obsesión sobre la guerra y a la ruptura visual a la que acostumbró al público con Redacted (2007).
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