Licencié de l'Ecole de Cinéma et Télévision de l'USC, Gary Fleder signe en 1988 le court métrage Terminal round et présente quatre ans plus tard son film de fin d'études, Air time (1992), à Sundance. En 1993, il fait son retour dans ce festival avec un documentaire sur la vie du boxeur Philip Paolina. La même année, il remporte le CableAce Award pour un épisode de la série HBO Les Contes de la Crypte.

En 1995, Gary Fleder réalise pour les studios Miramax son premier long métrage : le film de gangsters Dernières heures à Denver, interprété par Andy Garcia. Ce film reçoit deux prix au Festival du Film Policier de Cognac. Deux ans plus tard, le cinéaste apporte son premier grand succès public à Ashley Judd avec Le Collectionneur (1997), une adaptation du roman à suspense de James Patterson Kiss the girls.

En 2001, Gary Fleder fait une incursion dans la science-fiction avec Impostor, adapté de l'oeuvre de Philip K. Dick et interprété par Gary Sinise, puis revient à ses premières amours avec le thriller Pas un mot, dans lequel Michael Douglas incarne un psychiatre dont la fille a été kidnappée. Deux ans plus tard, toujours sous la bannière de Regency Enterprises, il porte à l'écran Le Maître du jeu, un roman de John Grisham, et réunit devant sa caméra un joli casting composé de John Cusack, Rachel Weisz, Dustin Hoffman et Gene Hackman.

Après cinq années passées à réaliser des séries télévisées comme October Road, Gary signe The Express avec Dennis Quaid. Le film raconte l’histoire d’Ernie Davis, le premier footballeur afro-américain à avoir été élu meilleur joueur universitaire en 1960 sous les couleurs de Syracuse, mort d’une leucémie en 1962 à 23 ans. Ensuite, le natif de Norfolk effectue une nouvelle parenthèse télévisuelle où il met en scène plusieurs épisodes de séries et téléfilms avant de réaliser Homefront. Cette fois, il s’attache à un ancien agent de la DEA (Jason Statham) qui va se retrouver confronté à un parrain de la drogue (James Franco).