Narodil se veVídni jako druhý syn architektaAntona Langa (1860–1940). Langovi rodiče byli římskokatolického vyznání a původem byli z Moravy. Matka otce pocházela z obceŽišpachy. Jeho matkaPaula Langová (1864–1920) se narodila v Brně jakoŽidovka, ale konvertovala ke katolicismu, když bylo Fritzovi 10 let. Lang nikdy neprojevoval zájem o svůj židovský původ a sám sebe identifikoval jako katolíka. Přestože nebyl příliš zbožný věřící, pravidelně používal katolických motivů a témat ve svých filmech. V roce 1910, ve svých 20 letech, opustil Vídeň a vydal se do světa. Cestoval po Evropě, Africe i Asii. Po vypuknutíprvní světové války se Lang navrátil do Vídně a přihlásil se jako dobrovolník dorakouské armády. Bojoval mimo jiné vRusku, kde utržil několik válečných zranění. V roce 1916, zatímco se zotavoval ze svých zranění, napsal své první scénáře a náměty pro filmy. V roce 1918 byl z armády propuštěn s hodností nadporučíka, načež ho jako scenáristu zaměstnal německý filmový producentErich Pommer.
Jeho scenáristická práce ovšem neměla dlouhého trvání, protože krátce nato začal Lang pracovat pro filmové studioUFA jako režisér. Bylo to zrovna v době, kdy se utvářelo expresionistické hnutí, jehož byl významným představitelem. V roce 1920 potkal svojí budoucí ženu, spisovatelku a herečkuTheu von Harbou, se kterou společně napsali scénáře ke všem Langovým filmům mezi léty 1921 a 1933, což zahrnuje takové klasiky němé éry jakoDoktor Mabuse, dobrodruh (1922), první část trilogie o Dr. Mabusovi, dále výpravný dvoudílný velkofilmNibelungové (1924), slavnýMetropolis (1927), nebo snímekVrah mezi námi (1931), Langův první zvukový film. Jeho posledním německým filmem tohoto období byl snímekZávěť doktora Mabuse (1933), když v roce 1933 přišel k mociAdolf Hitler, nový režim film zakázal z důvodu podněcování nepokojů. Snímek je opravdu někdy označován jako anti-nacistický, kvůli tomu, že Lang použil některé fráze používané nacisty a vložil je do úst hlavní postavě, šíleného Dr. Mabuseho. Lang byl znepokojen nástupemnacistického režimu, částečně kvůli svémužidovskému původu. Podle norimberských zákonů byl totiž Lang Židem, přestože jeho matka konvertovala kekřesťanství a on sám byl vychováván jako křesťan. Jeho žena a spoluscenáristka jeho filmů Thea von Harbou byla navíc vášnivou sympatizantkou nacistů, již od roku 1932 členkouNSDAP.
Podle Langa si ho říšský ministr propagandyJoseph Goebbels nechal zavolat do své kanceláře, aby mu oznámil, že jeho filmZávěť doktora Mabuse (1933) byl zakázán, přičemž mu ovšem nabídl pozici ředitele filmového studia Ufa, čímž by se Lang stal de facto vedoucím Říšského filmového průmyslu. Jak Lang později uvedl, bylo to právě během tohoto setkání, kdy se rozhodl prchnout doPaříže. Což také prý učinil ještě téhož večera po tomto setkání s Goebbelsem. Do Paříže tedy Lang emigroval v roce 1934, čemuž předcházelo formální ukončení manželství s Theou von Harbou. Ve Francii poté stihl natočit jeden celovečerní film, než se přesunul do Spojených států.
Po příjezdu doHollywoodu se Lang připojil ke studiuMGM, kde režíroval filmByl jsem lynčován (1936), příběh o muži, který je nespravedlivě obviněn ze zločinu a následně napaden fanatickým davem, které zapálí vězení, kde čeká na soud. Film byl dobře přijat diváky i kritiky a pomohl Langovi etablovat se v novém hollywoodském prostředí. V roce 1939 se stal americkým občanem.
V době druhé světové války natočil v USA tři antifašistické filmy –Hon na člověka (1941),I katové umírají (1943) aMinisterstvo strachu (1944). Ve filmu I katové umírají reagoval okamžitě na zprávu o atentátu na Heydricha v Praze. Na scénáři začal pracovat společně s Bertoldem Brechtem den po atentátu, aniž by měli dostatek informací, a proto dobrodružství převažuje nad skutečností. Představy Langa a Brechta o pojetí filmu se záhy rozešly – to Langovo bylo pro Brechta příliš komerční.[1]
V poválečných letech patřil Fritz Lang k nejzaměstnávanějším hollywoodským režisérů, přičemž natáčel filmy různých žánrů a pracoval pro všechna velká hollywoodská studia, příležitostně také produkoval své filmy jako nezávislý. Poválečné filmy byly často dobovými kritiky hodnoceny nepříznivě kvůli jejich srovnávání s Langovou dřívější tvorbou, neboť ztratily punc jeho osobnosti. Jistou originalitou zaujal jen romantický westernRanč zlosynů (1952) s Marlene Dietrich jako šéfkou bandy. Od té doby byla Langova hollywoodská tvorba přehodnocena a dnes je na ni nahlíženo jako na integrální součást vzniku a vývoje amerického žánrového filmu, obzvláštěfilmu noir.
Kvůli svému postupujícímu věku nenacházel již Lang dále uplatnění v Hollywoodu, a tak se v roce 1958 rozhodl navrátit doNěmecka, kde realizoval své poslední filmy. Svojí filmovou kariéru potom zakončil v pořadí již třetím filmem o dr. Mabusovi, nazvanýTisíc očí doktora Mabuse (1960). Film získal veliký úspěch v Německu i po celé Evropě. Jeho producent Artur Brauner k němu během dalších čtyř let natočil 5 pokračování, které však již Lang nerežíroval. Během natáčení své labutí písně se totiž potýkal s postupující slepotou. Proto Lang svou kariéru filmového režiséra ukončil a vrátil se zpět do USA, kde v poklidu dožíval. Zemřel v roce 1976 a byl pochován na Hollywoodském hřbitově vLos Angeles.