Anthony Mann est né Emil Anton Bundsmann. Son père est issu d'une famille catholique d'Allemands des Sudètes et sa mère d'une famille juive bavaroise. Après la mort de son père en 1923, il commence sa carrière d'acteur sous le nom d'Antony Mann puis régisseur de théâtre[1],[2],[3],[4]. En 1934, il fonde Stock Company, une troupe de théâtre dans laquelle joue notamment James Stewart.
En 1950, il réalise son premier western, La Porte du diable. Il entérine les règles du genre aux côtés des John Ford, Howard Hawks, Henry Hathaway et tire lui aussi le meilleur parti du CinemaScope en filmant les grands espaces. Il inscrit ses westerns dans une vision classique, voire « sensationnaliste » du genre : avant tout, action, et romance en toile de fond. L'importance de ses films s'appuie sur le fait que ses héros sont très souvent des personnages dont le passé trouble affleure, beaucoup plus ambigus que les archétypes universels de John Ford : c'est le cas de James Stewart dans Les Affameurs et de Gary Cooper dans L'Homme de l'Ouest. Ce sont des personnages complexes, en quête de rachat et de reconnaissance d'eux-mêmes. Ses films portent aussi sur les pionniers en tant que tels et leur ambiguïté, livrés à eux-mêmes face à la nature. La sauvagerie lancinante des personnages marque pour l'essentiel les westerns de Mann, aspect que Sam Peckinpah développe encore davantage. Elle est d'ailleurs admirablement incarnée par James Stewart qui tourne sous la direction de Mann dans six films, dont cinq westerns.
Anthony Mann réalise en 1957 son premier film de guerre, Cote 465 (Men in War), où il reprend avec réussite les recettes qu'il a su si bien appliquer au western et au film noir.
Mann est engagé en 1959 comme réalisateur de la superproduction Spartacus avec une pléiade de stars de Hollywood. À la suite de désaccords avec l'acteur et producteur Kirk Douglas sur l'approche du film, le cinéaste est « remercié » par la société de production : Douglas, conscient que Mann ne maîtrise pas complètement son sujet et sa mise en scène, lui annonce au soir du qu'il ne fait pas l'affaire. Selon les dires de Douglas, il prend « philosophiquement » la chose[6]. Une version qui apparaît plus que probable puisque les deux hommes se retrouvent en 1965, cette fois sans encombre, pour le film Les Héros de Télémark, aventure historique tirée d'une histoire vraie pendant la Seconde Guerre mondiale. C'est par ailleurs le dernier film que Mann dirige jusqu'au bout.
Malgré la déconvenue de Spartacus, le producteur Samuel Bronston lui confie au début des années 1960, deux grosses productions historiques : en 1962, il réalise Le Cid avec Charlton Heston et Sophia Loren, qui rencontre le succès public et critique.
Puis il signe en 1964 La Chute de l'Empire romain, production ambitieuse mais qui se solde en revanche par un échec public et critique, scellant pour de longues années le sort des péplums (genre cinématographique jadis populaire dans les années 1950 et qui ne retrouve les faveurs du public qu'avec le succès de Gladiator en 2000).