Né à New-York, Eytan Fox arrive en Israël avec sa famille, à l'âge de deux ans. Son enfance et son adolescence, passées à Jérusalem, vont marquer son évolution artistique, tout comme son passage par l'armée teintera ses futures œuvres de touches autobiographiques. Après son service militaire, il entame une formation à l'Ecole de Cinéma et de Télévision de Tel Aviv.

A la fin de ses études, il rencontre Gal Uchovsky, qui devient son compagnon à la ville et derrière la caméra. A l'âge de 26 ans, il réalise Time off, un moyen métrage axé sur la recherche d'identité sexuelle d'un jeune soldat israélien. Dans Yossi et Jagger (2005), il réutilisera l'espace du camp militaire pour parler de l'homosexualité, un thème qu'il ne cessera d'explorer dans son cinéma.

En 1994, son premier long-métrage, Song of the Siren est une comédie romantique sur la vie à Tel Aviv, pendant la guerre du Golfe. Passionné depuis l'enfance par l'univers de la danse, Eytan Fox insère des scènes dansées dans chacun de ses films et ira jusqu'au bout de cette idée dans Gotta have heart, un moyen métrage musical. En 2004, Tu marcheras sur l'eau lui apporte la reconnaissance internationale. Trois ans plus tard, il mêle de nouveau les amours de jeunes israéliens au conflit qui frappe à leur porte, dans The Bubble.