Eli Roth decidiu fazer filmes quando tinha apenas 8 anos. A vontade surgiu depois de assistir ao clássico "Alien, o 8º Passageiro" (1979), de Ridley Scott. Ao lado dos seus irmãos Adam e Gabe, ele realizou cerca de 50 curta-metragem Quando estudava cinema na Universidade de Nova York, foi premiado pelo filme "Restaurant Dogs". Trabalhou em produção de cinema e teatro em Nova York.

Em 1999 mudou-se para Los Angeles, onde entre muitos biscates em cinema, chegou a assistente do consagrado diretor David Lynch, com quem trabalhou durante seis anos, desenvolvendo projetos para teatro que nunca se chegaram a realizar. Hoje é um dos jovens talentos de Hollywood, principalmente na categoria terror.

Em 1995, havia escrito um argumento para um filme de terror centrado numa doença de pele, que destrói a carne humana e é baseado numa doença que o próprio havia contraído ao treinar cavalos em uma fazenda em Selfoss, Islândia, em 1991, quando era novo, mas só o filmou em 2001. Passou seis anos arrecadando dinheiro e bancou o longa no próprio cartão de crédito. Com o orçamento de um US$ 1 milhão, foi o filme que mais faturou para o estúdio Lions Gate Entertainment naquele ano, fazendo com que Roth fosse reconhecido internacionalmente. O realizador fez sucesso quando apresentou o seu primeiro filme, "Cabin Fever" (2002), no Festival Internacional de Cinema de Toronto em 2002. Elogiado pela crítica, o filme foi disputado por algumas distribuidoras e com razão. Roth vendeu o filme por US$ 3,5 milhões, a maior venda do festival daquele ano a Lions Gate Films, que garantiu os direitos de distribuição, que teve em "Cabin Fever" (2002) o seu maior êxito de bilheteira de 2003 para a companhia. Depois de Toronto, Roth captou a atenção de cineastas veteranos como Tobe Hooper e Peter Jackson.

Seu segundo filme "O Albergue" (2005) foi considerado pela revista Variety "um dos melhores filmes recentes do gênero terror". As suas longas e gráficas cenas de tortura, iriam marcar o género neste início do século XXI, ao ponto de se tornar no primeiro clássico de terror norte-americano desta era. O seu fenomenal sucesso levaria inspiração para vários filmes, centrados em cenas de tortura, levando os críticos a inventarem um novo subgênero do terror, o infame Torture porn.

Mas foi Quentin Tarantino quem acompanhou de perto a carreira de Roth. Tarantino produziu o segundo filme de Roth, "O Albergue 2" (2007), e até o contratou para integrar o elenco de "Bastardos Inglórios" (2009), filme onde Roth entrou como ator é ficou conhecido por seu papel como Donny "O Urso Judeu" Donowitz, mas onde teve nova oportunidade para mostrar os seus dotes de diretor: é da sua autoria a cena a preto e branco que mostra como o soldado nazi Fredrick Zoller (Daniel Brühl) terá matado sozinho centenas de soldados Aliados.

Roth não se considera um diretor "cult", como é chamado pela mídia. Em entrevista no Brasil, ele disse que não se importa com esses estereótipos. "Eu me sinto incrivelmente sorturdo por acordar e fazer o que eu gosto", falou o cineasta, que já trabalhou em mais de cem filmes, nas mais diferentes funções. Foi figurante, assistente do assistente de direção, já escalou figurantes e foi aquele que fica no lugar do ator enquanto estão fazendo a marcação de luz.

É dono da produtora Raw Nerve com Scott Spiegel ( "Um Drink no Inferno 2 - Texas Sangrento" (Texas Blood Money) e Boaz Yakin ( "Grande Menina, Pequena Mulher"). Através dela produziu o remake de "2001 Maníacos" (2004) e "O Albergue" (2005), Quentin Tarantino o chamou de "o futuro do terror" em uma matéria para a Premiére Magazine.