Andrew Niccol se passionne très jeune pour le cinéma. Restreint par les possibilités que lui offrent sa contrée natale, il part encore jeune pour l'Angleterre où il débute sa carrière en réalisant des publicités pour la télévision. Au bout de presque dix ans de carrière en Europe, il décide de partir à Hollywood dans le but de "faire des films plus long que 60 secondes".

Il écrit le scénario de The Truman Show qui attire tout de suite de nombreux producteurs. Mais lorsque Jim Carrey signe pour incarner le personnage de Truman, le budget explose, dépassant les 60 millions de dollars et glissant des mains du débutant Niccol. Il sera confié au réalisateur plus expérimenté Peter Weir mais le film prend toujours du retard à cause de son ampleur. Entre temps, Andrew Niccol écrit le scénario de Gattaca qu'il arrive à produire et à réaliser avant que The Truman Show ne sorte sur les écrans.

En moins d'un an, Andrew Niccol s'impose comme un réalisateur important à Hollywood, jeune talent prometteur immédiatement récompensé pour ces deux films. En 2002, il réalise Simone, deuxième long métrage dans lequel Al Pacino interprète le rôle d'un réalisateur qui fabrique en secret une actrice virtuelle. Andrew Niccol y impose pour le rôle de Simone une actrice inconnue, Rachel Roberts, qui deviendra sa femme cette même année.

En 2006, Niccol est aux commandes de Lord of war. Produit grâce à des subventions européennes, ce brûlot traite du trafic illégal d'armes, sujet subversif pour les Etats-Unis. Pour l'occasion, le réalisateur retrouve Ethan Hawke, huit ans après Gattaca. Les films d'anticipation tendent à devenir sa marque de fabrique puisqu'après cinq années d'absence, il revient vers le futur en signant Time Out, un thriller futuriste dans lequel il dirige Amanda Seyfried et Justin Timberlake.

Cette fois, le metteur en scène ne met que deux ans avant de réaliser un nouveau long métrage. Revenant à son genre de prédilection, le récit d'anticipation, il s'attaque à l'adaptation d'un livre de Stephenie Meyer, la maman de Twilight. Le film a pour titre Les Âmes Vagabondes, oeuvre de science-fiction où Saoirse Ronan tente d'échapper à son funeste destin, la possession de son esprit. En 2015, il fait de nouveau appel à Ethan Hawke pour lui proposer le rôle principal de Good Kill, un commandant de l'armée de l'air américaine, qui ne travaille plus sur le terrain, puisqu'il lance des offensives sur les Talibans via des drones qu'il commande depuis une base située à Las Vegas.