Né en 1896 à Memphis dans le Tennessee, Walter Lang entame sa carrière dans le cinéma muet dès les années 1920, avant de s'imposer durablement comme réalisateur de comédies et de films musicaux sous contrat avec la 20th Century Fox à partir des années 1930. Il devient l'un des artisans les plus fidèles du studio, enchaînant les productions populaires pendant près de trois décennies. Son film le plus célèbre reste Le Roi et moi en 1956, adaptation de la comédie musicale de Rodgers et Hammerstein portée par Yul Brynner et Deborah Kerr, immense succès critique et public. Il signe également La Foire aux illusions et Ce n'est qu'un au revoir dans les années 1950, confirmant sa place de spécialiste incontesté du film musical hollywoodien. Sa carrière décline progressivement à la fin des années 1950 avec la baisse de popularité du genre musical classique. Il se retire au début des années 1960 après une carrière de plus de quarante ans passée presque intégralement au sein du même studio.
Sa longue fidélité à la 20th Century Fox et à son système de studio façonne un cinéma pensé avant tout pour le grand public, cherchant l'efficacité du divertissement plutôt que l'expérimentation formelle. La comédie musicale de Broadway, dont il adapte plusieurs succès majeurs, constitue sa principale source d'inspiration tout au long de sa carrière. Le star-system du studio, en particulier les vedettes maison comme Betty Grable, oriente également ses choix de mise en scène.
Lang privilégie une mise en scène soignée et élégante, mettant en valeur les numéros musicaux et les décors somptueux typiques des grandes productions Fox. Il sait diriger de grandes distributions avec fluidité, en particulier dans les comédies chorales qui rythment une bonne partie de sa filmographie. Sa direction reste avant tout au service du spectacle populaire, sans chercher à imposer une signature visuelle marquée.
Walter Lang est nommé à l'Oscar du meilleur réalisateur en 1957 pour Le Roi et moi, sans toutefois remporter la statuette, le film obtenant par ailleurs plusieurs récompenses techniques.
Betty Grable, grande vedette de la Fox, tourne à de nombreuses reprises sous sa direction durant les années 1940, formant l'un des duos les plus productifs du studio. Le compositeur Alfred Newman collabore régulièrement avec lui sur ses films musicaux. Il travaille également à plusieurs reprises avec le producteur Darryl F. Zanuck, figure centrale de la 20th Century Fox.
Le spectacle musical et la célébration du divertissement populaire constituent le cœur de sa filmographie tout au long de sa carrière. Les dynamiques familiales et communautaires, souvent traitées sur un mode léger et optimiste, reviennent régulièrement dans ses comédies. La rencontre entre des cultures ou des mondes différents, comme dans Le Roi et moi, occupe également une place notable dans ses œuvres les plus marquantes.