Édesapja orvos, édesanyja fordító (Liselotte Eder). A szülők válása után édesanyjánál nőtt fel, testvérei nem voltak. 16 évesen abbahagyta a gimnáziumot (St. Anna Gimnázium, Augsburg) és apjához költözött Kölnbe.

Korán kezdett érdeklődni a filmek iránt. Kétéves magánoktatás után nem sikerült letennie az állami színészvizsgát és a felvételije sem sikerült az akkor újonnan alapított berlini Film és Televízió Akadémiára (Deutsche Film- und Fernsehakademie Berlin).

1965 és 1967 között rendezte első rövidfilmjeit Der Stadtstreicher (A város kóbora) és Das Kleine Chaos (Kis zűrzavar) címmel. 1967-ben rendezőként és társulati tagként felvették az action-theaterbe. Emellett több szabad színtársulattal együtt dolgozott, amiből később a híres Antiteater (antiszínház) fejlődött ki. Ennek a társulatnak írta 1968 és 1971 között színdarabjai többségét.

Jean-Luc Godard, a Nouvelle Vague, amerikai krimik és legfőképpen Douglas Sirk melodrámáinak hatása alatt kezdte el a csoport az első filmek forgatását. Így készült el a krimi Liebe ist kälter als der Tod (A szerelem hidegebb a halálnál, 1969) és ugyanabban az évben a Katzelmacher (A vendégmunkás, más fordításban: A digó). A csoport ezután intenzíven kezdett foglalkozni a filmezéssel, aminek következtében 1969 és 1971 között a szindarabok mellett számtalan alternatív film is elkészült.

1970 és 1972 között a homoszexuális Fassbinder a színésznő és énekes Ingrid Cavennel élt házasságban, akinek több sanzon-szöveget is írt. Fassbinder homoszexualitását nyíltan vállalta,^[1] filmjeiben gyakori szereplők a homoszexuálisok, mint ahogy más, a társadalom peremére szorult emberek is. A házassága mellett folyamatosan voltak kapcsolatai férfiakkal, például a marokkói színésszel, El Hedi ben Salem-mel. Ennek ellenére haláláig szoros kapcsolatban volt Ingrid Cavennel, aki a producer és zeneszerző Peer Raben mellett a szorosabb "Fassbinder-csoportot" alkotta.

1971 és 1974 között filmjei, mint a Die bitteren Tränen der Petra von Kant (Petra von Kant keserű könnyei, 1972), Angst essen Seele auf (A félelem megeszi a lelket, 1973), Faustrecht der Freiheit (A szabadság ököljoga, 1974), valamint színházi rendezései Bochumban és Frankfurtban nemzetközi sikereket értek el, alkotásai ekkor érték el a nyilvános figyelem tetőfokát.

1972-től Fassbinder folyamatosan továbbfejlesztette filmjeinek stílusát. A filmek nagyobbak és professzionálisabbak lettek. 1978-ban forgatta a Despair – Eine Reise ins Licht (Despair – Utazás a fénybe) c. filmet, melyet angol nyelven forgatott. A forgatókönyvet Tom Stoppard brit drámaíró írta Vladimir Nabokov regénye alapján. Ez a legnagyobb költségvetésű filmje. Habár a film nagy színészekkel készült (például Dirk Bogarde játszotta a főszerepet), a moziban nem aratott nagy sikert. A következő években a kritikusok mindig elismerően írtak a filmjeiről, ennek ellenére, habár mindig részt vett a Berlinalén, egyszer sem kapott díjat. Egyedül utolsó előtti filmje, a Die Sehnsucht der Veronika Voss (Veronika Voss vágyakozása, 1981) aratott nyilvános sikert: elnyerte az Arany Medvét a Berlinalén. A filmek mellett Fassbinder a színházban is aktív maradt. 1972 és 1973 között a bochumi színházban (Schauschpielhaus) rendezett, melyet a frankfurti Theater am Turm (TAT) követett.

Fassbinder a 70-es évek végén fontos női karaktereket filmesített meg, melyek beírták magukat a filmtörténetbe: Die Ehe der Maria Braun (Maria Braun házassága, 1978) és Lili Marleen (1980), a főszerepben Hanna Schygullával vagy Lola (1981, Barbara Sukowa). A színésznők ezen filmeken keresztül világhíresek lettek és később Fassbindertől függetlenül is folytatni tudták a karrierjüket.

Televíziós sorozata, a Berlin Alexanderplatz, mely Alfred Döblin regénye nyomán készült szintén oriási sikert aratott. A 15½-órás sorozatot nemrégen felújították és máig rendszeresen mutatják be marathon filmként filmfesztiválokon vagy Fassbinder retrospektív rendezvényeken. Fassbinder híres volt munkatempójáról (volt olyan év, hogy 7 filmet rendezett). Azt tervezte, hogy életműve több filmmel rendelkezzen, mint ahány évet élt (a célt elérte, 37 évet élt és 43 filmet forgatott).

Fassbinder 1982. június 10-én, utolsó filmjének (Querelle, 1982) vágása közben, 37 évesen halt meg Münchenben kokain és altató szerek túladagolása következtében. A különböző elbeszélések alapján felmerülő öngyilkosság soha nem bizonyosodott be, habár köztudott, hogy alkohol- és drogfüggősége életének utolsó hónapjaiban súlyosbodott.^[2] A münchen-bogenhauseni St. Georg temetőben temették el (a sír száma: 1-4-2)

Édesanyja, Liselotte Eder alapította a Rainer Werner Fassbinder Foundationt (RWFF), mely Fassbinder örökségét kezeli és melynek az igazgatását Fassbinder vágója, Juliane Lorenz végzi. Az alapítvány tulajdonában van Fassbinder minden alkotásának a joga.