Schroeder, Monceau'daki Fırın Kızı (1962), Paris'te Altıda (1965) ve Celine ve Julie Bot Dolaşmaya Gider (1974) gibi filmleri yapımcılığını üstlenerek kariyerine başladı. Daha sonra More (1969), La Vallée (1972) ve Barfly (1987) gibi filmleri yönetmeye geçti; Barfly, Cannes Film Festivali'nde Altın Palmiye'ye aday gösterildi. Ayrıca, Koko: Konuşan Gorilla (1978) belgeseliyle de tanınma kazandı. "Kötülük Üçlemesi" olarak adlandırdığı yapımları yönetti. Bu üçleme, General Idi Amin Dada: Bir Öz Portre (1974), Terörün Avukatı (2007) ve Saygıdeğer W. (2016) filmlerini içeriyor.

Reversal of Fortune (1990) adlı dramayı yöneterek En İyi Yönetmen Oscar'ına aday gösterildi. Ardından, çoğunlukla melodramı gerilim türüyle harmanlayarak Single White Female (1992), Kiss of Death (1995), Desperate Measures (1998) ve Murder by Numbers (2002) gibi birçok yüksek bütçeli Hollywood filmi yönetti. Ayrıca Beverly Hills Cop III (1994), Mars Attacks! (1996) ve The Darjeeling Limited (2007) filmlerinde de rol aldı.

Schroeder, İran'ın Tahran şehrinde, Alman bir hekim olan Ursula ve İsviçreli bir jeolog olan Jean-William Schroeder'in oğlu olarak dünyaya geldi. 6 ile 11 yaşları arasında, babasının çalıştığı Kolombiya'da yaşadı. Daha sonra ailesiyle birlikte Fransa'ya göç etti ve burada Paris'teki Sorbonne'da eğitim aldı.

Schroeder'in 23 yaşında kurduğu yapım şirketi Les Films du Losange, Fransız Yeni Dalgası'nın en tanınmış filmlerinden bazılarını üretti. Uyuşturucu bağımlılığı hakkında olan yönetmenlik devir açılışı More (1969), Avrupa'da hit oldu. Pink Floyd bu film için müzik yazdı ve More adlı albümü çıkardı. Ayrıca 1972 yapımı La Vallée filmi için de müzik yazdılar, bu da Obscured by Clouds albümü olarak yayımlandı.

Daha sonra Mickey Rourke’un oynadığı Barfly (1987), Single White Female (1992) ve Jeremy Irons’ın Claus von Bülow rolüyle Oscar aldığı Reversal of Fortune (1990) gibi daha ana akım Hollywood işlerine yöneldi. Birçok ticari açıdan başarılı filmine rağmen, Schroeder, Kolombiyalı yazar Fernando Vallejo'nun tartışmalı romanı La virgen de los sicarios’un (2000) uyarlaması veya Ugandalı diktatör ile yapılan kapsamlı görüşmeler içeren belgesel General Idi Amin Dada: A Self Portrait (1974) gibi daha sınırlı bir izleyici kitlesine hitap eden daha küçük filmler yapmaya devam ediyor. Ayrıca, terörizmi son elli yıl içinde Jacques Vergès ve müvekkilleri gözünden ele alan Terror's Advocate (2007) belgeseli de bu kapsamda yer alıyor.

Schroeder, ayrıca aktör olarak bazı görünümler yaptı: Jacques Rivette'in Céline et Julie vont en bateau (Céline ve Julie Botla) filminde 'hayaletlerden' biri olarak, Beverly Hills Cop III (1994) filminde bir Porsche sürücüsü rolünde, Mars Attacks! (1996) filminde Fransa'nın Başkanı olarak, Paris, je t'aime (2006) filminde saç ürünleri satıcısı olarak ve The Darjeeling Limited (2007) filminde mekanik olarak. Bugün Fransa’da yaşıyor ve aktris Bulle Ogier ile evli.

2009 yılında, film yönetmeni Roman Polanski’nin serbest bırakılması için, Polanski’nin 1977’de 13 yaşındaki bir kızı uyuşturucu ile etkisiz hale getirmek ve tecavüz etmekle suçlanmasından sonra İsviçre’de tutuklanmasının ardından destek vermek amacıyla bir dilekçeye imza attı.

Schroeder, 1 Kasım 2009'da ilk yayımlanan Amerikan dram dizisi Mad Men'in üçüncü sezonunun 12. bölümünü yönetti. Bölüm "The Grown Ups" adını taşıyor ve Kennedy suikastını anlatan sahneleri açısından dikkat çekiciydi.