Après des études de lettres à l'université de Montpellier, Henri Colpi monte à Paris pour suivre les cours de l'IDHEC.
Avant d'être réalisateur, Henri Colpi est monteur de 1950 à 1960. Il commence avec des court-métrages puis apporte son savoir faire à Alain Resnais pour Nuit et brouillard et L'année dernière à Marienbad, à Henri-George Clouzot pour Le mystère Picasso et à Agnès Varda pour La pointe courte. Charlie Chaplin fait appel à lui pour Un roi à New-York. Sur un scénario de Marguerite Duras, il met sa maîtrise du montage au service d'une conception personnelle du récit cinématographique : c'est Une aussi longue absence (1960) son premier long métrage, prix Delluc et Palme d'or au festival de Cannes en 1961. Malgré ces récompenses, le film n'est pas une réussite commerciale et Henri Colpi attend deux ans avant de pouvoir réaliser Codine (1962), d'après l'oeuvre de Panaït Istrati, qu'il tourne en Roumanie. Technicien d'une sûreté absolue et cinéaste de goût, ses films ne rencontrent qu'un succès d'estime en France. Il poursuit sa carrière en Roumanie et réalise son troisième film Mona l'étoile sans nom (1965) d'après une comédie du Roumain Sebastian avec Marina Vlady et Claude Rich. De retour en France, il tourne Heureux qui comme Ulysse (1969), le dernier film de Fernandel et L'ile mystérieuse (1973), d'après le roman de Jules Verne.
Il s'essaye au journalisme et fonde en 1949 la revue Ciné-digest avec, entre autres, Jean-Charles Tachella. Cinéphile averti, il écrit Le cinéma et ses hommes (1947). Musicien, il écrit Défense et illustration de la musique dans le film (1963) et compose la musique de son film Codine. Il réalise quelques téléfilms dont Noëlle aux quatre vents (1970) et Bergeval et fils (1977). On lui doit aussi la restauration du film d'André Antoine, L'hirondelle et le mésange (1920) que l'on croyait perdu.
Courts métrages 1951 | Des rails sous les palmiers | Henri Colpi, Marie-Anne Colson-Malleville |
| 1953 | Architecture de lumière | Henri Colpi, Jean-Pierre Ganancia |
| 1953 | Petit monde des étangs (Le) | Henri Colpi, Marie-Anne Colson-Malleville |
| 1959 | Matériaux nouveaux, demeures nouvelles | Henri Colpi |
| 1961 | Regard sur la folie | Mario Ruspoli |
| 1957 | Broadway by Light | William Klein |
| 1955 | Nuit et brouillard | Alain Resnais |
| 1956 | Chères vieilles choses | Raymond Vogel |
| 1956 | Hommes de la baleine (Les) | Mario Ruspoli |
| 1956 | Suite française = Marche française | Henri Fabiani, Raymond Vogel |
| 1957 | Déroute (La) | Ado Kyrou |
| 1957 | Joconde (La) | Henri Gruel |
| 1957 | Morts en vitrine | Raymond Vogel |
| 1958 | Du côté de la côte | Agnès Varda |
| 1958 | Mer et les jours (La) | Raymond Vogel, Alain Kaminker |
| 1958 | Première nuit (La) | Georges Franju |
| 1958 | Siècle a soif (Le) | Raymond Vogel |
| 1959 | Horrible, bizzare et incroyable aventure de Monsieur Tête (L') | Jan Lenica, Henri Gruel |
| 1959 | Paris la belle | Pierre Prévert, Marcel Duhamel |
Longs métrages| 1960 | Une aussi longue absence | Henri Colpi |
| 1962 | Codine | Henri Colpi |
| 1965 | Mona, l'étoile sans nom | Henri Colpi |
| 1969 | Heureux qui comme Ulysse | Henri Colpi |
| 1971 | Ile mystérieuse (L') | Henri Colpi, Juan Antonio Bardem |
| 1965 | Mona, l'étoile sans nom | Henri Colpi |
| 1965 | Mona, l'étoile sans nom | Henri Colpi |
| 1969 | Heureux qui comme Ulysse | Henri Colpi |
| 1962 | Codine | Henri Colpi |
| 1969 | Heureux qui comme Ulysse | Henri Colpi |
| 1960 | Une aussi longue absence | Henri Colpi |
| 1951 | Si ça vous chante | Jacques Loew |
| 1954 | Pointe Courte (La) | Agnès Varda |
| 1955 | Mystère Picasso (Le) | Henri-Georges Clouzot |
| 1958 | Hiroshima, mon amour | Alain Resnais |
| 1960 | Année dernière à Marienbad (L') | Alain Resnais |
| 1969 | Détruire dit-elle | Marguerite Duras |
| 1976 | Bilitis | David Hamilton |
| 1976 | Chantons sous l'Occupation | André Halimi |
| 1976 | Fangschuss (Der) Le Coup de grâce | Volker Schlöndorff |
| 1977 | Fuite en avant (La) | Christian Zerbib |
| 1980 | Fruits de la passion (Les) | Shuji Terayama |
| 1981 | Grand frère (Le) | Francis Girod |
| 1986 | Offret = Sacrificatio Le Sacrifice | Andreï Tarkovski |
| 1989 | Air de rien (L') | Mary Jimenez |
| 1976 | Bilitis | David Hamilton |
| 1986 | Offret = Sacrificatio Le Sacrifice | Andreï Tarkovski |
| 1987 | Enfance de l'art (L') | Francis Girod |
| 1995 | Leçon de vie | Boris Lehman |