Nato a New York nel 1908, iniziò la sua carriera come regista e sceneggiatore teatrale a Braodway, fin quando nel 1937 si trasferì a Hollywood, e venne inizialmente messo sotto contratto dalla Warner Bros. come sceneggiatore, dove realizzò fino al 1941 diversi copioni, tra cui i thriller Le cinque schiave (1937), e Vendetta (1937), il western Nel cuore del Nord (1938), il gangsteristico I ruggenti anni venti (1939) con James Cagney, l'avventuroso Il lupo dei mari (1941) di Michael Curtiz, e il noir Fuori dalla nebbia (1941) di Anatole Litvak. Durante la Seconda guerra mondiale partecipò alla Hollywood Writers Mobilization Against the War, scrivendo opere di incitamento bellico come La bandiera sventola ancora (1943) e Salerno ora x (1945).
Terminato il conflitto ebbe dei dissidi con la Warner Bros., così abbandonò la major e, dopo aver sceneggiato un altro noir, Lo strano amore di Marta Ivers (1946), si cimentò per la prima volta dietro la macchina da presa nel 1947 con A sangue freddo, tratto da un lavoro di Truman Capote, che denunciava il cinismo sia dei criminali, sia della polizia. Il suo secondo film, Anima e corpo (1948), scritto dall'intellettuale Abraham Polonsky, evidenziava i problemi del corrotto mondo della boxe.
Tutti gli uomini del re (1949), è un'altra critica, stavolta indirizzata contro il mondo della politica, vincitore di numerosi premi, tra cui l'Oscar come miglior film e per le interpretazioni di Broderick Crawford e Mercedes McCambridg.
A questo punto Hollywood cominciò a prendere le distanze da Rossen, considerato un regista scomodo, anche perché aveva militato in passato tra le fila del Partito comunista. Ben presto la commissione per le attività antiamericane lo ridusse al silenzio. Così il regista, dopo aver diretto nel 1951 Fiesta d'amore e di morte, vibrante condanna contro la barbara pratica della corrida, emigrò in Europa, dove realizzò il melodramma Mambo (1954), ricordato solo per la provocante presenza di Silvana Mangano.
Negli anni successivi Rossen continuò a girare alcuni film, ma dal minore impatto, e privi delle tematiche sociali delle sue precedenti produzioni, tra cui il peplum Alessandro il Grande (1956) con Richard Burton, l'esotico L'isola nel sole (1957) con James Mason, e l'avventuroso Cordura (1959), interpretato dalla coppia Rita Hayworth e Gary Cooper.
Decisamente più interessanti i suoi ultimi lavori, l'acclamato Lo spaccone (1961), con Paul Newman nel ruolo di un giocatore di biliardo professionista, e Lilith - La dea dell'amore (1964), commovente love story nata in un istituto per malattie mentali. Il regista morì due anni dopo, a soli 58 anni.
1962 Candidatura Miglior film per Lo spaccone
1962 Candidatura Miglior regia per Lo spaccone
1962 Candidatura Miglior sceneggiatura non originale per Lo spaccone
1950 Candidatura Miglior regia per Tutti gli uomini del re
1950 Candidatura Miglior sceneggiatura per Tutti gli uomini del re
1950 Premio Miglior regista per Tutti gli uomini del re
1957 Candidatura Miglior regista per Alessandro il Grande
1950 Premio Miglior regista per Tutti gli uomini del re
1954 Regia, Sceneggiatura, Soggetto
1939 Sceneggiatura
1964 Regia, Produzione, Sceneggiatura
1961 Regia, Produzione, Sceneggiatura