Né de père allemand et de mère française, Dominik Moll grandit à Baden-Baden. Adolescent, il rêve de tourner des documentaires animaliers. Parti à New York étudier le cinéma à la City University, il tourne en 1983 son premier court métrage, The Blanket, d'après une nouvelle de Bukowski. Il réalisera plusieurs autres courts dans le cadre de l'IDHEC où il se lie d'amitié avec d'autres futurs cinéastes, notamment Laurent Cantet (Moll sera assistant réalisateur sur Ressources humaines) et Gilles Marchand, qui deviendra son scénariste.
Dominik Moll réalise en 1993 son premier long métrage, Intimité, inspiré d'une nouvelle de Jean-Paul Sartre, mais ce coup d'essai, dans lequel apparaît déjà le goût du cinéaste pour la manipulation, passe inaperçu dans les salles. Moll devra attendre six ans pour tourner son deuxième film, Harry, un ami qui vous veut du bien. Ce thriller brillant et dérangeant, présenté en Sélection officielle à Cannes, obtient un succès public qui dépasse les frontières, ainsi que 4 César, dont ceux de Meilleur réalisateur et de Meilleur acteur pour Sergi Lopez, parfait dans un rôle, à contre-emploi, de psychopathe plein de bonnes intentions. Son partenaire, Laurent Lucas, fera partie du quatuor formé par Dominik Moll pour son film suivant, le tout aussi inquiétant Lemming. Ce troisième opus, qui réunit aussi Charlotte Gainsbourg, André Dussollier et Charlotte Rampling, a été présenté en ouverture du Festival de Cannes 2005.

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