Dopo la laurea in legge si trasferisce a Parigi, dove per alcuni anni lavora come archivista alla Cinematheque Française.

Tornato in Italia, diventa aiuto regista di Alberto Cavalcanti e Roberto Rossellini. Il suo esordio come regista avviene nel 1963 con il film Chi lavora è perduto. Un anno dopo dirige i due episodi, L'uccellino e L'automobile, del film La mia Signora, con Silvana Mangano e Alberto Sordi.

Nel 1966, con la pellicola Col cuore in gola, interpretato da Jean Louis Trintignant, dà inizio alla serie dei film londinesi: Nero su bianco (1967); L'urlo (il film del '68 viene censurato) e Drop out interpretato da Vanessa Redgrave e Franco Nero. Nel 1975 realizza Salon Kitty, e nel 1976 Caligola.

Nel 1979 firma Action, e nel 1983 La chiave. Il film ottiene un buon successo di pubblico e di critica, grazie, soprattutto, all'interpretazione di Stefania Sandrelli. Due anni dopo Brass ritorna sugli schermi con la pellicola Miranda, la protagonista è Serena Grandi. Nel 1986 il film Capriccio lancia Francesca Dellera. Quattro anni dopo è la volta di Debora Caprioglio, protagonista della pellicola Paprika. Nel 1991 Tinto Brass dirige Così fan tutte, con Claudia Koll, e nel 1994 L'Uomo che guarda con Katarina Vasilissa.

Dalla metà degli anni '90, Tinto Brass continua a produrre una pellicola ogni due anni, ma Fermo Posta, (1995) Monella (1997) e Tra(sgre)dire (1999) hanno uno scarso seguito di pubblico e di critica. Secondo gli esperti il re del cinema erotico è a corto di idee originali e i suoi ultimi film hanno una sceneggiatura quasi inesistente. Nel suo nuovo film la protagonista è Anna Galiena, una delle maggiori attrice italiane apprezzata anche dal cinema internazionale, divenuta famosa con il film Il marito della parrucchiera.

Per il teatro Tinto Brass dirige Pranzo di famiglia di Roberto Lerici (1973), uno spettacolo ripreso per cinque volte, con la stessa regia, fino al 1986.

Di lui Anna Galiena ha detto: "E' un cineasta geniale che faceva dei film un po' scapigliati e un po' strani, comunque interessanti".