Fue presidente de la Real Academia de Arte Dramático (RADA) y de la Academia Británica de las Artes Cinematográficas y de la Televisión (BAFTA). Durante la Segunda Guerra Mundial sirvió en la Unidad de Cine de la Real Fuerza Aérea Británica y filmó diversos bombardeos sobre Europa.

Como director y productor de cine, Attenborough ganó dos premios Óscar por la película Gandhi en 1983. También fue galardonado con cuatro premios BAFTA y otros tantos premios Globos de Oro. Como actor, sus papeles más recordados son en las películas Brighton Rock (1947), The Great Escape (1963), El estrangulador de Rillington Place (1971), Miracle on 34th Street (1994) y Parque Jurásico (1993).

Era el hermano mayor del famoso naturalista David Attenborough.

En 1964 realiza la que resulta ser su mejor creación de la década, en un film convertido hoy día en emblemático del cine inglés: Plan siniestro, de Bryan Forbes, brillando sobre las actuaciones, por otro lado excelentes, de Kim Stanley y Nannette Newman; luego, sobresale en una pequeña comedia romántica (Los pecados de la sra. Blossom, 1968), y ya en 1971 rueda también en Inglaterra el filme que despide su carrera como actor protagonista -siendo para muchos su mejor interpretación: se trata de El estrangulador de Rillington Place (Rillington Place, de Richard Fleischer), basada en hechos reales. A mediados de los 70 colabora con Otto Preminger en dos títulos de distinto signo: Rosebud (1974) supone un fracaso de crítica y público absoluto, pero El factor humano (1979) es recibida con mayor entusiasmo y todavía hoy se ve con satisfacción. Por último, en 1975 secunda a John Wayne, Mel Ferrer y Lesley Anne Down en el exitoso thriller Brannigan, de Douglas Hickox.

Tras su actuación en una poderosa y algo incomprendida cinta del maestro hindú Satyajit Ray (Los jugadores de ajedrez) en (1977), Attenborough dejó la interpretación por un tiempo, hasta su retorno con una de las cintas más taquilleras de la historia del cine: Parque Jurásico (1993, de Steven Spielberg), y con un fácil remake al año siguiente del clásico navideño de 1947 Milagro en la calle 34. Sus últimas interpretaciones a destacar pertenecen a las películas Hamlet (1996, de Kenneth Branagh), quizá la versión definitiva de la obra de Shakespeare, y Elizabeth (1998).

También destacable como director, su debut en este campo se da con una comedia satírico-musical: ¡Oh, qué guerra tan bonita! (Oh, What a Lovely War!, 1969), que contó con un impresionante desfile de estrellas del cine británico y de Hollywood. A esta siguieron tres títulos de notable valía: El joven Winston (The Young Winston, 1972) sobre los años de juventud de Winston Churchill, donde Attenborough sobresale como director de actores (en este caso, Robert Shaw y Anne Bancroft, entre otros), Un puente lejano (A Bridge Too Far, 1977), la última superproducción con grandes estrellas internacionales como Sean Connery, Michael Caine, Robert Redford y Liv Ullmann, entre muchos otros, dedicada a la Segunda Guerra Mundial, y Magic (íd., 1978), thriller sobrenatural que contiene una de las mejores creaciones de Anthony Hopkins.

No obstante, su consagración definitiva como realizador no llegó sino con Gandhi (1982), ambiciosa superproducción anglonorteamericana cuyos preparativos y rodaje llevaron al director nueve años de su vida, coronada ese año por un inmenso y merecido éxito en los cines de todo el mundo, y por ser galardonada con ocho premios Óscar en Hollywood. Sus siguientes empeños continuaron en primera línea de calidad y reconocimiento: el musical adaptado directamente de Broadway A Chorus Line (1985); el drama de denuncia titulado Grita Libertad (1987), sobre el Apartheid, basado en hechos y personajes reales de Sudáfrica y protagonizado por Denzel Washington y Kevin Kline; el fresco biográfico que catapultó a la fama a Robert Downey Jr. (Chaplin, de 1992), y una especie de biografía del escritor C. S. Lewis que roza el calificativo de obra maestra: Tierras de penumbra (1993), con Anthony Hopkins y Debra Winger. Sin embargo, en 1999 dejó una obra bienintencionada pero menor: Búho gris.