1935年4月17日，西奥·安哲罗普洛斯出生于希腊雅典一个中产家庭，年轻时经历了二战和希腊内战，这也成为西奥·安哲罗普洛斯早期电影讨论的主题。1953年，西奥·安哲罗普洛斯在雅典大学专攻法律，但最终失去了兴趣。
1959年，安哲罗普洛斯从大学退学，开始两年的兵役生活。1960年，在看了让-吕克·戈达尔执导的电影《精疲力尽》后对电影业心向往之。
1961年，安哲罗普洛斯随父母移居法国巴黎，就读法国巴黎索邦大学学习文学、电影学和人类学。1962年，因为对电影的向往，安哲罗普洛斯转学到法国电影高等学院，但却于1963年因为与老师意见不和而被赶出校门。随后，安哲罗普洛斯在纪录片导演让·鲁什于人类博物馆开设的电影课程上继续学习电影。1964年夏天，安哲罗普洛斯从巴黎回到了希腊雅典，此时正是希腊军政府暴力独裁时期，安哲罗普洛斯在雅典与警察发生冲突。此事件让他决定留在雅典，此事件让安哲罗普洛斯决定留在雅典，他要亲身体会政治带给民众的苦难。他在朋友的介绍下去了左派报纸《民主力量报》撰写影评。
1967年，西奥·安哲罗普洛斯所在的报社遭到查封。因为撰写影评，安哲罗普洛斯结识了希腊一些新浪潮导演。他们决定一起拍摄出一部能够逃避审查同时又能表达政治观点的电影，这个决定让23分钟的电影《传播》诞生。该电影因为题材、风格、表现手法上的出奇创新，被称为“希腊新电影”。
1968年，西奥·安哲罗普洛斯完成了一部20分钟的短片《放送》，用以讽刺媒体的虚假性。
1970年，西奥·安哲罗普洛斯在周游希腊全国后，拍摄了长片处女作《重建》。影片讲述了希腊一个山村里发生杀人案后，民众的状态和审判过程。该片在第24届戛纳国际电影节的“导演双周”中获得国际影评人奖，并被誉为希腊影史第一部极具野心描述希腊社会的影片。
1972年到1977年，西奥·安哲罗普洛斯推出了“希腊近代史三部曲”：《1936年的岁月》（1972年）、《流浪艺人》（1975年）和《猎人》（1977年）。
安哲罗普洛斯透过三个独立的故事，回眸了20世纪40年代至20世纪70年代希腊经历法西斯入侵、内战、右翼军政府的岁月。其中，《1936年的岁月》于1973年获第23届柏林国际电影节费比西奖；《流浪艺人》于1975年获得了第28届戛纳国际电影节费比西奖和第25届柏林国际电影节Interfilm奖；《猎人》则于1977年获得了第30届戛纳国际电影节金棕榈奖提名。
1980年，编导了由伊娃·科塔曼尼多等人主演的剧情片《亚历山大大帝》，电影的主角不是征服欧亚大陆的帝王，而是近代希腊民间传说中的救世主。影片获第37届威尼斯国际电影节评审团特别奖。
1984年，西奥·安哲罗普洛斯与托尼·诺格拉等共同创作了剧情片《塞瑟岛之旅》的剧本，同时他还兼任了影片的导演和制作人，并最终凭借该片获得了第37届戛纳国际电影节最佳编剧奖。
1986年，西奥·安哲罗普洛斯监制并编导了剧情片《养蜂人》 ，影片获第43届威尼斯国际电影节金狮奖提名。
1988年，西奥·安哲罗普洛斯转变风格，拍摄了剧情片《雾中风景》，该片获得了第45届威尼斯国际电影节银狮奖，并入选欧洲电影学院的年度最佳电影。并与《塞瑟岛之旅》和《养蜂人》被称为“沉默三部曲”。
1991年，执导了由马塞洛·马斯楚安尼、让娜·莫罗、格里高利·帕提卡瑞斯主演的剧情片《鹳鸟踟蹰》，影片探讨了特殊环境里人的尊严，获第44届戛纳国际电影节金棕榈奖提名。
1995年，为纪念电影百年，西奥·安哲罗普洛斯创作出了剧情片《尤里西斯的生命之旅》，影片以一个希腊导演跨越一个个边界寻找遗失的电影胶片为主线，回顾了导演之前的创作主题并对电影艺术的发展提出了疑问，获第48届戛纳电影节评审团大奖。
1998年，西奥·安哲罗普洛斯拍摄了由布鲁诺·甘茨、法布瑞齐奥·班提佛格里欧、伊莎贝拉·雷纳德主演的剧情片《永恒的一天》，并获得第51届戛纳电影节金棕榈奖。
2004年，执导了由吉欧格·亚曼尼斯、瓦希利·柯罗佛斯、伊娃·科塔曼尼多主演的剧情片《哭泣的草原》，影片获得了第54届柏林国际电影节金熊奖提名，西奥·安哲罗普洛斯也凭借该片获得了第17届欧洲电影节最佳导演提名。
2008年，编导了由威廉·达福、布鲁诺·甘茨、伊莲娜·雅各布主演的剧情片《时光之尘》。影片讲述了一个女人为了寻找自己失散的亲人，而踏上了奥德赛般的旅程。后来，他的儿子将她的这段经历搬上银幕的故事。
2010年，西奥·安哲罗普洛斯参演了由费德里科·索切尔执导，维姆·文德斯、玛丽亚·德·梅黛洛、米谢琳·普雷斯勒主演的剧情片《希特勒在好莱坞》。
2011年12月，西奥·安哲罗普洛斯开始拍摄由托尼·瑟维洛主演的剧情片《另一片海》，影片围绕一名政客参与了人口贩卖活动展开。
2012年1月25日，西奥安·哲罗普洛斯在雅典拍摄《另一片海》时，在过马路时被一辆摩托车撞倒，导致脑部出血，送医院后经抢救无效去世，享年76岁。
