Thomas Vinterberg nasce nel 1969, in Danimarca. Si laurea nel 1993 alla National Film School della Danimarca.

Vinterberg è, insieme a Lars von Trier, Søren Kragh-Jacobsen e Kristian Levring, uno dei quattro fratelli fondatori del movimento cinematografico Dogma 95. Ha ricevuto numerosi premi in festival internazionali per i suoi cortometraggi, tra cui Last Round (L’ultimo giro, 1993) e The Boy Who Walked Backwards (Il ragazzo che camminava all’indietro, 1993), che sono stati nominati tutti e due agli Oscar. The Celebration (La celebrazione, 1998), è la vera svolta a livello internazionale di Vinterberg, il primo film realizzato aderendo all’estetica del Dogma, che ha vinto il Premio Speciale della Giuria a Cannes. I suoi due film in lingua inglese che sono seguiti, It’s All About Love (E’ una questione d’amore, 2003) e Dear Wendy (Cara Wendy, 2005), sono stati selezionati al Sundance Film Festival. La commedia When a Man Comes Home (Quando un uomo torna a casa, 2007) è stato il suo primo lungometraggio dopo The Celebration (La celebrazione) in danese, seguito da Submarino (2010), vincitore del Nordic Council Film Prize. The Hunt di Vinterberg (La caccia, 2012) ha vinto tre premi al Festival di Cannes, tra cui quello di miglior attore per l’interpretazione di Mads Mikkelsen, e ha ricevuto la nomination ai Golden Globe come migliore attore. La Comune (2016) ha vinto un Orso d’argento al Festival di Berlino per l’interpretazione di Trine Dyrholm. Nel 2019, Vinterberg torna in territori internazionali con il film Kursk (2019). Another Round (Un altro giro, 2020), con il suo cast interamente danese, ha segnato il ritorno del regista in Danimarca. Il film è stato proiettato a Cannes e Toronto, nonché a San Sebastián e a Londra, dove ha vinto svariati premi. Another Round ha vinto anche quattro premi agli European Film Awards, incluso il premio per il miglior film europeo. Il film è stato nominato per un Golden Globe e ben due Oscar: per il miglior film straniero e per la migliore regia, vincendo poi l’Oscar come Miglior Film Straniero. Vinterberg è stato il primo danese ad essere nominato nella categoria regia.