Après avoir étudié à l'école de Graphisme néerlandaise, Alex van Warmerdam suit une formation aux beaux-arts de l'Académie Rietveld à Amsterdam. Fondateur de la troupe de comédiens et de musiciens Hauser Orkater, il crée une autre compagnie, De Mexicaanse Hond, en 1980, avec laquelle il met en scène onze pièces. Homme de théâtre, auteur d'un roman De Hand van een Vremde, il se tourne vers le cinéma à la fin des années 70.

Après trois courts-métrages, notamment De Stedeling, il réalise son premier film, Abel, en 1986. Applaudi au festival de Venise, le cinéaste se fait immédiatement remarqué par son côté décalé et ironique. Suivront Les Habitants (1992), La Robe (1996) et Le P'tit Tony (1998) lequel sera sélectionné au Festival de Cannes dans la section " Un Certain regard ". Le cinéaste, également acteur dans ses propres films, renonce pour la première fois à la comédie pour Grimm (2003), son quatrième long-métrage. Alex van Warmerdam revient devant la caméra à l'occasion de Waiter ! en 2007.

En 1993, il crée avec son frère Marc van Warmerdam la société de production Graniet Films. Le cinéaste collabore également avec son second frère, Vincent van Warmerdam, lequel compose la musique de ses films.
Alex et Marc van Warmerdam ont reçu le Prix Sea Lion de bronze en 1998 pour leur contribution au cinéma hollandais. Les quatre premiers longs du cinéaste ont également chacun été classés au top 100 des meilleurs films hollandais du siècle au Dutch Film Festival 1999.