Il immigre avec sa famille de la Pologne vers la Grande Bretagne alors qu'il n'est âgé que de 12 ans. Après des études de cinéma à Londres, il entame une carrière dans la réalisation de documentaires.

Bien que ses oeuvres soient l'objet de polémiques, il a toujours reçu le soutien indéfectible de la BBC. En 1992, certains députés britanniques l'accuse de sympathie envers l'ennemi serbe à l'occasion de la diffusion de son documentaire sur la guerre en Bosnie intitulé Serbian Epics. Pawlikowski n'est pas homme à se laisser intimider, son film suivant narre la traversée de la Volga par le nationaliste russe Vladimir Zhirinovsky (Tripping with Zhirinovsky).

En 1998, il réalise The Stringer une première fiction qui sera sélectionnée à la Quinzaine des réalisateurs à Cannes. Il tourne Transit palace en 2000, il pause son regard sur une histoire d'amour dans un centre de réfugiés situés sur le territoire britannique. Ce film lui donne une véritable dimension internationale.