1938年,开始参加抗日救亡文艺活动。1940年,参军并在参加新四军后成为文艺战士;同年,进入淮海军政干部学校学习。1942年,加入中国共产党,曾任新四军文工团戏剧教员、第三野战军第三十军文工团团长等职。1950年,在表演艺术研究所(
北京电影学院前身)当了3年教员。
1953年,担任电影局演员剧团常务副团长。1956年,调入
北京电影制片厂。1959年,担任剧情电影《
林家铺子》的助理导演。1959年,独立执导个人第一部电影《
无名岛》。1960年,担任剧情电影《
红旗谱》的助理导演。
1961年,执导由
于洋、
高保成等共同主演的革命电影《
暴风骤雨》。1963年,执导剧情电影《
早春二月》,该片获得第12届葡萄牙菲格拉达福兹国际电影节评委会奖。1964年,由其执导的剧情电影《
千万不要忘记》上映。
1970年,执导戏曲电影《
智取威虎山》,该片由
李仲林、
纪玉良、
童祥苓联合主演。1971年,谢铁骊被下放到北京二七机车车辆厂接受工人阶级再教育。1972年,与
谢晋联合执导戏曲电影《海港》;同年,执导由
李炳淑、
李元华共同主演的戏曲电影《
龙江颂》。1974年,执导戏曲电影《
杜鹃山》。
1975年,担任剧情电影《海霞》的编剧,影片根据黎汝清的小说《海岛女民兵》改编。1978年,与
陈怀皑合作执导剧情电影《
大河奔流》(上下集)。1980年,执导由
李秀明、
唐国强合作主演的战争电影《
今夜星光灿烂》,他凭借该片入围第1届中国电影金鸡奖最佳导演奖。
1988年,执导古装剧《
红楼梦》,他凭借该剧获得第10届中国电影金鸡奖最佳导演奖。1991年,执导由
邢岷山、
傅艺伟、
周迅联袂主演的奇幻电影《
古墓荒斋》。1994年,执导反腐倡廉题材电影《天网》。2000年,与杜民联合执导由
沙溢、
席与立共同主演的惊悚电影《
聊斋-席方平》。
2005年,获得第25届中国电影金鸡奖终身成就奖。2007年,客串由
云文耀执导的剧情电影《旋律》。2011年,获得第2届中国电影导演协会杰出贡献奖。
在同时代的电影导演中,谢铁骊是一位视野广阔、涵养丰富、手法多样的导演,他既能再现剧烈的社会变动,展示浩荡的历史重大变迁,又能逼近人物、揭示人物内心世界的深刻变化,对人情世态作准确而精致的描绘。艺术涵养的丰富,使他能通晓和适应多种文体。同时,他是现实主义者,他力求作品的人物、情节、环境乃至细节都符合生活的原来样子。追求风格统一,不能单从风格着眼,他的基本见解是从人物性格出发,讲究按照人物性格的逻辑和客观事物发展的逻辑去组织情节(《当代电影》评)。