Né le 18 Janvier 1955 à Madrid, il commence en réalisant plusieurs courts-métrages comiques ou documentaires entre 1974 et 1982, puis obtient son premier succès en 1980 avec un long-métrage, Opera Prima, exemple typique de "comédie madrilène".

L'Année des lumières (1986), chronique d'une adolescence durant l'après-guerre, est le premier film de Trueba à connaître une sortie dans les salles françaises.

En 1992, il tourne une co-production franco-espagnole, Belle Epoque, dont la vedette est une débutante nommée Penélope Cruz et qui obtient un grand succès international.

Fernando Trueba tente ensuite l'expérience américaine avec Two Much (1995), comédie burlesque mésestimée mettant en scène un Antonio Banderas survolté. Puis il revient en Europe où il retrouve notamment Penelope Cruz dans une nouvelle comédie, La Fille de tes rêves (1998).
Son nouveau film, Le miracle de Candeal, a remporté le Goya 2005 du meilleur documentaire.