Après un emploi de journaliste et des études littéraires, George Roy Hill devient comédien de théâtre, où il se spécialise dans les pièces de Shakespeare. Une entrée en matière dans le monde artistique qui l'entraîne rapidement vers le septième art. C'est en 1962 qu'il signe ainsi L' Ecole des jeunes mariés, un premier long-métrage adapté d'une pièce de Tennessee Williams, dans lequel il dirige Jane Fonda.

En 1963, George Roy Hill réalise Le Tumulte, avec Dean Martin, puis dirige Peter Sellers dans la comédie Deux copines... un séducteur. Il enchaîne alors avec deux films mettant en vedette Julie Andrews : le drame historique Hawaii et la comédie musicale Millie.

Sa carrière de réalisateur connaît son apogée grâce à deux films devenus aujourd'hui des classiques : le western Butch Cassidy et le Kid et L' Arnaque, réalisés respectivement en 1969 et 1973. Deux films dans lequels George Roy Hill dirige à la fois Robert Redford et Paul Newman. Et deux films acclamés par la critique, puisqu'ils remportèrent chacun quatre et sept Oscars, George Roy Hill recevant la statuette du meilleur réalisateur pour L'Arnaque.

George Roy Hill dirigera à nouveau ses deux acteurs fétiches un peu plus tard, mais séparément : Robert Redford dans La Kermesse des aigles, en 1975, et Paul Newman dans La Castagne, en 1977. En 1988, le cinéaste met un terme à ses fonctions de réalisateur avec la comédie Funny Farm.