1957年12月12日生于西安從小熱愛繪畫夢想當一名畫家。1978年考入北京電影學院攝影系。1982年畢業(yè)后任西安電影制片廠攝影助理。1984年任攝影拍滕文驥《海灘》，大量采用自然光尋求更加貼近現(xiàn)實表現(xiàn)手段，給中國影壇帶來不小沖擊，相繼拍攝了電影《大明星》、《神鞭》。
真正顯示顧長衛(wèi)攝影才華的是陳凱歌的《孩子王》和張藝謀的《紅高粱》。《孩子王》靜態(tài)攝影內(nèi)涵豐富、風格清麗；《紅高粱》灑脫張揚，拍出大自然生命感。顧長衛(wèi)西部風格迥異，影片中創(chuàng)造性地運用攝影造型手段，展現(xiàn)了具有震撼力和意境深遠視覺形象，獲得第八屆電影金雞獎最佳攝影獎。
顧長衛(wèi)和張藝謀、陳凱歌長期合作，把中國電影推上世界舞臺。《紅高粱》、《菊豆》、《霸王別姬》不斷沖擊國際各大影展，顧長衛(wèi)頻頻獲得最佳攝影提名獎和柯達攝影獎，并作為亞洲攝影師代表試驗柯達公司最新研制電影新膠片，同時顧長衛(wèi)到美國奧爾特曼一部小成本影片中任攝影師，展示東方攝影師非凡才華后來到法國拍攝一部古裝電影，顧長衛(wèi)攝影才能得到世界認可和贊揚。
顧長衛(wèi)被喻為“中國第一攝影師”。
功成名就之后國內(nèi)拍攝了不少好片子：《狹路英豪》、《蘭陵王》、《陽光燦爛的日子》。顧長衛(wèi)從一個愛好畫畫的孩子到今天取得巨大成就，與刻苦努力分不開，更難得的是他擁有一顆平常心，這使他不斷追求攝影藝術更高成就。
2005年，顧長衛(wèi)的導演處女作《孔雀》獲得柏林電影節(jié)銀熊獎。
2007年，他的第二部導演作品《立春》為他的妻子、女主角蔣雯麗贏得了羅馬電影節(jié)影后的桂冠。
2012年，顧長衛(wèi)首部微電影《龍頭》，于優(yōu)酷大師微電影中發(fā)布，憑借此片顧長衛(wèi)在“2013金考拉國際華語電影節(jié)”中斬獲“最佳長片導演獎”；同年11月，與華誼公司簽訂合同，正式入駐華誼 。
2013年4月，顧長衛(wèi)擔任北京國際電影節(jié)評委 ?。
2014年12月24日，由顧長衛(wèi)執(zhí)導 ，陳赫、Angelababy主演的賀歲喜劇《微愛之漸入佳境》，兩位主演從“跑男”跑進大銀幕，上演了一出網(wǎng)絡時代之下“現(xiàn)實虐我千百遍，我用手機搖初戀”的喜劇故事 。
2015年12月18日，出席了第十五屆電影頻道出品電影百合獎頒獎典禮。
2017年，執(zhí)導新片《飛火流星》
