Född i Bilozirka i Ukrainska SSR tillbringade Bondartjuk sin barndom i städerna Yeysk ochTaganrog och fick examen i Taganrog skola nummer 4, år 1938. Han fortsatte studierna vid teaterskolan iRostov-na-Donu (1938–1942). Efter studierna tjänstgjorde han iRöda armén underandra världskriget. Vid 32 års ålder blev han den yngste sovjetiske skådespelaren att få värdigheten Folkets artist iSovjetunionen.
Bondartjuk debuterade som skådespelare i slutet av 1940-talet och fick internationellt genombrott iCikadan (1955, ej visad i Sverige), som bygger på enTjechov-berättelse, ochOthello (1955, i Sverige 1961).
Som regissör debuterade han medEtt människoöde (1959) där han också spelade rollen som den hemvändande soldaten.
Enbart som skådespelare medverkade han iSerjoscha - en liten människa (1961) där han gjorde en fin tolkning av den förstående styvfadern, medan han verkade som både skådespelare och regissör i sin mest ambitiösa uppgift -filmatiseringen avLev TolstojsKrig och fred (fyra delar 1961–1967, i Sverige nedklippt till två delar, 1967–1968). I denna film visade han sin förmåga att i hollywoodstil måla upp stora bataljscener, något som han fick bruk för också i den internationella samproduktionenWaterloo (1969).
Bondartjuk sista långfilm, hans andra på engelska, var en episk TV-version av SjolochovsStilla flyter Don. Den filmades 1992–1993 men hade premiär på Channel One först i november 2006 efter tvister med den italienska samproducenten om ofördelaktiga klausuler i kontraktet.
Bondartjuk avled i en hjärtattack vid 74 års ålder och är begravd påNovodevitjekyrkogården i Moskva.
