Merzak Allouache suit en 1964 des études cinématographiques dans la section réalisation de l'Institut National du Cinéma d'Alger, où il réalise Croisement, son film diplôme. Après Le Voleur, son premier court métrage, il complète sa formation par des stages à l'IDHEC en 1967 et à l'ORTF en 1968. Il travaille également comme assistant sur quelques films. 

Par la suite, Merzak Allouache réalise des documentaires, des émissions humoristiques pour la télévision algérienne et plusieurs longs métrages de fiction dont Omar Gatlato présenté à la Semaine de la Critique en 1977, Bab El-Oued City présenté dans la section Un Certain Regard en 1994 ou encore la comédie Salut cousin ! sélectionnée à la Quinzaine des Réalisateurs en 1996.

Après un documentaire pour Arte (Vie et mort des journalistes algériens) et plusieurs téléfilms, le réalisateur revient au cinéma en 2001 avec L'Autre monde. L'année suivante, il pousse son ami Gad Elmaleh, rencontré sept ans plus tôt sur le tournage de Salut cousin !, à transposer sur grand écran l'un des personnages de son one-man show, le travesti romantique Chouchou, dans une comédie dont il assure la mise en scène. 

Merzak Allouache renoue avec ses racines pour diriger en 2004 le trio Faudel, Samy Naceri et Julie Gayet dans Bab El web, un film léger avec en toile de fond les rencontres via internet en Algérie.

Après les comédies, le natif d'Alger change de registre en dirigeant le drame Harragas en 2010. Le film s'attache à suivre l'histoire des "harragas" ou "brûleurs", des personnes qui fuient l'Algérie pour échapper à la misère et dresse un triste constat de la jeunesse désoeuvrée algérienne.

Deux ans plus, le metteur en scène reste dans le registre dramatique avec Normal !. Le film retrace les débuts des printemps arabes à travers l'histoire de Fouzi, un jeune cinéaste algérien en souffrance artistique dans un pays politiquement et socialement secoué. 

En 2013, Allouache reste dans le film engagé avec Le Repenti. L'oeuvre revient sur la loi dite de "Concorde civile" entrée en vigueur en 2000 en Algérie et permettant aux islamistes repentis une réinsertion dans la société. Le film suit le parcours de l'un d'entre eux, entre rédemption et regrets.

1976 : Omar Gatlato
1982 : L'Homme qui regardait les fenêtres
1987 : Eine Liebe in Paris
1989 : L'Après-Octobre
1993 : Bab el-Oued City
1995 : Lumière et compagnie
1996 : Salut cousin !
1996 : L'@mour est à réinventer
1996 : Il était une fois Donyazad
1998 : Alger-Beyrouth, pour mémoire
2001 : À bicyclette
2001 : L'autre monde
2002 : Chouchou
2004 : Bab el web
2009 : Tamanrasset
2009 : Harragas
2011 : Tata Bakhta
2011 : Normal !
2011 : La Baie d'Alger
2012 : Le Repenti
2013 : Les Terrasses
2015 : Madame Courage