Né d'un père maori et d'une mère européenne, le Néo-zélandais Lee Tamahori débute en 1978 en tant que perchiste sur le film Skin deep de Geoff Steven. Il officie à ce poste durant quatre ans, notamment sur Goodbye pork pie, Les Bourlingueurs et le Bad blood de Mike Newell.

En 1982, Il accède au poste de premier assistant réalisateur sur Wild horses de Derek Morton, Utu et surtout Furyo de Nagisa Oshima. Lee Tamahori réalise ensuite plus d'une centaine de spots publicitaires qui lui valent d'être couronné par de nombreux prix, dont le Mobius (USA), le Facts (Australie) et l'Axis (Nouvelle-Zélande).

En 1989, il tourne le court métrage Thunderbox, attendant jusqu'en 1994 pour passer au long avec L'Âme des guerriers. Le film est un succès mondial, remportant une vingtaine de récompenses dans divers festivals internationaux.

Cette réussite permet à Lee Tamahori de diriger en 1995 sa première production américaine, Les Hommes de l'ombre, avec Nick Nolte, Melanie Griffith et John Malkovich dans les rôles principaux. Suivent les plus mitigés A couteaux tirés (1997), avec Anthony Hopkins et Alec Baldwin, et Le Masque de l'araignée (2001), prequel du Collectionneur avec Morgan Freeman.

En 2002, au terme de longues négociations, Lee Tamahori parvient à s'imposer aux commandes du vingtième épisode de la saga James Bond, Meurs un autre jour. Se spécialisant dans le cinéma musclé, il enchaîne avec les tournages de XXX 2 (2005), où Ice Cube fait figure de nouveau action hero, et du film de science-fiction Next (2007), emmené par Nicolas Cage et Julianne Moore.

Après le thriller biographique The Devil's Double (2011) avec Dominic Cooper et Ludivine Sagnier adapté du livre du même nom écrit par Latif Yahia al-Salihi, il fait tourner son compatriote Temuera Morrison dans The Patriarch en 2016. Il met sept ans à monter son projet suivant, The Convert, avec Guy Pearce, l'histoire d'un prédicateur laïc confronté à une guerre fratricide entre tribus maories, qui sort en 2023.

Deux ans plus tard, il termine le tournage de Charles V avec Adrien Brody dans le rôle-titre, un film avec également Rutger Hauer, Thomas Kretschmann, Oliver Platt, Eddie Marsan et Bill Skarsgård, et décède quelques mois avant sa sortie, qui se fait donc à titre posthume en 2026.