Уолтер Хилл родился 10 января 1942 на Лонг-Бич (штат Калифорния, США). Высшее образование(специальность история Америки) получил в университете штата Мичиган.
В большом кино дебютировал в качестве сценариста картины «Hickey & Boggs» (1972). Три года спустя на экраны кинотеатров выходит и его первая режиссерская работа драматический экшн «Уличный боец» (1975), события в котором разворачиваются в период Великой депрессии. После выхода в прокат этой картины об Уолтере заговорили, как об одном из самых многообещающих голливудских режиссеров и сценаристов.
Лучшие работы Хилла в качестве режиссера: «Поединок» (1978), «Скачущие издалека» (1980), «48 часов» (1982), «Красная жара» (1988), «Красавчик Джонни» (1989), «Джеронимо: Американская легенда» (1993), «Герой - одиночка» (1996). Кроме того вместе с Ричардом Доннером и Робертом Земекисом «создал» культовый телевизионный сериал «Байки из склепа» (1989-1996). Одной из последних работ Уолтера Хилла в кино в качестве режиссера стала откровенно слабая криминальная драма «Обсуждению не подлежит» (2002), после чего была еще одна работа на телевидении - достаточно успешный вестерн «Broken Trail», номинировавшийся на премию «Золотой Глобус» в трех номинациях. Известно, что Хилл не оставил намерений и дальше снимать фильмы.
В качестве одного из сценаристов принял участие в создании культовых картин «Чужие» (1986) и «Чужой 3» (1992) и многих других, менее известных.
В голливудской тусовке известен не только как режиссер и сценарист, но и как один из наиболее коммерчески успешных продюсеров. На продюсерском поприще чрезвычайно успешно стартовал еще в 1979 году, выступив в качестве одного из продюсеров в своем собственном достаточно успешном фильме «Воины» и культовой картине Ридли Скотта «Чужой». Затем были еще пять частей неизменно популярной истории об инопланетных монстрах: «Чужие» (1986), «Чужой 3» (1992), «Чужой 4: Воскрешение» (1997), «Чужой против Хищника» (2004) и «Чужие против Хищника: Реквием» (2007).
Несмотря на то, что многие картины режиссера пользуются успехом у зрителей, кинокритики относятся к творчеству Уолтера достаточно прохладно, что возможно связано с его приверженностью к не очень популярным у кинокритиков жанрам ужасов и экшна.