Dominik Graf, geboren am 6. September 1952 als Sohn des Schauspieler-Ehepaars Selma Urfer und Robert Graf, beginnt 1972 ein Studium der Germanistik und Musikwissenschaft an der Universität München. 1974 wechselt er zur Hochschule für Fernsehen und Film (HFF), wo er im ersten Studienjahr den Kurzfilm "Carlas Briefe" dreht. Neben dem Studium schreibt er Drehbücher, zum Beispiel für die TV-Serie "Auf Achse", und wirkt als Darsteller in einigen Spielfilmen mit, so in "Der Mädchenkrieg" (1976/77, Alf Brustellin, Bernhard Sinkel) und einer Hauptrolle in Heidi Genées Komödie "1 + 1 = 3" (1979).

Sein Abschlussfilm "Der kostbare Gast" (1979) erhält einen Bayerischen Filmpreis. Graf arbeitet intensiv für das Fernsehen, dreht Episoden für Vorabendserien wie "Familientag" oder "Köberle kommt" und kann sich als Spezialist für Action und Krimis etablieren, etwa mit Folgen von "Der Fahnder" und dem Schimanski-Tatort "Schwarzes Wochenende" (1984/85).

Einige seiner meist von der Bavaria Atelier GmbH produzierten Filme kommen auch ins Kino: "Treffer" (1983/84) über die Träume von drei heranwachsenden Motorrad-Freunden; "Tiger, Löwe, Panther" (1988/89), der Ausbruchsversuch dreier Frauen um die 30 aus ihrem Alltag. Im TV-Film "Bei Thea" (1986) beweist sich Graf als sensibler Inszenator deutsch-jüdischer Probleme. Weniger Erfolg hat Graf bei seinen Versuchen mit komischen Stoffen, beispielsweise mit der Komödie "Drei gegen Drei" (1985) mit der Musikgruppe "Trio", dem Genre-Mix "Spieler" (1989/90) oder der bajuwarisierten Medizin-Satire "Dr. Knock" (1996/97).

Hoch gelobt werden hingegen seine Action-Filme wegen ihrer spannungsreichen Konstruktion und professionellen Inszenierung. Für den Thriller "Die Katze" (1987), die zwölf Stunden eines Banküberfalls mit Geiselnahme beschreibt, erhält er einen Bundesfilmpreis für die beste Regie. Götz George ist auch Star der ökologischen Thriller-Serie "Morlock", zu der Graf mit "Die Verflechtung" (1992) einen Beitrag liefert. Der Ensemblefilm "Die Sieger" (1993/94) um Polizisten einer Spezialeinheit, von Günter Rohrbach mit großem finanziellen Aufwand produziert, floppt zwar an der Kinokasse, wird jedoch von der Kritik als handwerklich herausragende Genreware gelobt.

In den kommenden Jahren arbeitet Dominik Graf vor allem fürs Fernsehen. Hier wechselt er bei seiner Projektauswahl beständig zwischen durchaus kontroversen Genre-Beiträgen wie "Sperling und der brennende Arm", Melodramen wie "Bittere Unschuld" (mit Elmar Wepper in der Hauptrolle) und poetischen Arbeiten wie "Die Freunde der Freunde".

Mit dem umstrittenen Filmpoem "Der Felsen" meldet Graf sich 2002 im Kino zurück. Der Film über eine "amour fou" zwischen einem jugendlichen Delinquenten und einer erwachsenen Frau wird bei der Berlinale uraufgeführt und ruft kontroverse Reaktionen hervor – nicht zuletzt auf Grund der Tatsache, dass Graf und sein Kameramann Benedict Neuenfels den Film aus Kosten-, aber auch aus ästhetischen Gründen auf Videomaterial gedreht haben.

Mit der Milieustudie "Hotte im Paradies" über einen erfolglosen Berliner Zuhälter und dem Drama "Kalter Frühling" über eine junge Frau, die durch Intrigen die Firma ihrer Eltern übernimmt, liefert Graf zwei weitere hoch gelobte Fernsehfilme. Dem Fernsehen wendet er sich auch nach dem eher zwiespältig aufgenommenen Kinofilm "Der rote Kakadu" über die legendäre DDR-Musikkneipe gleichen Namens, wieder zu. Der Krimi "Er sollte tot" aus der Serie "Polizeiruf 110" ist so drastisch in seinen Gewaltszenen, dass die ARD im Anschluss an den Sendetermin dem Publikum eine Online-Diskussionsmöglichkeit mit dem Regisseur anbietet.

Auch für "Eine Stadt wird erpresst", der neben seiner Krimigeschichte nicht zuletzt auch vom Niedergang der ostdeutschen Provinz erzählt, erntet Graf großes Kritikerlob.

Danach wendet Graf sich mit "Das Gelübde" (2007) einem völlig anderen Themenbereich zu: der Historienfilm erzählt von der Beziehung zwischen Clemens von Brentano und der Nonne Anna Katharina von Emmerick. Beim Festival des deutschen Films 2008 wird der Film mit dem Filmkunstpreis ausgezeichnet. Einen weiteren Grimme-Preis erhält Graf zwei Jahre später für den Krimi "Kommissar Süden und der Luftgitarrist" mit Ulrich Noethen und Martin Feifel in den Titelrollen.

Nach einem Beitrag zu dem Episodenfilm "Deutschland 09 - 13 kurze Filme zur Lage der Nation" nimmt Dominik Graf sein bislang wohl ambitioniertestes Projekt in Angriff: Die zehnteilige TV-Serie "Im Angesicht des Verbrechens" erzählt in einer komplex verschachtelten Geschichte von den Machenschaften der Berliner Russenmafia. Die Dreharbeiten werden von Problemen am Set begleitet, es kommt zu künstlerischen Differenzen zwischen Graf und den Geldgebern, die Produktion überzog das Budget und während der Postproduktion musste die Produktionsfirma Typhoon AG schließlich Insolvenz anmelden.

Zumindest dem künstlerischen Erfolg des 10-Millionen-Euro-Projekts tun diese massiven Querelen und Rückschläge keinen Abbruch: Nach der Premiere auf der Berlinale 2010 sowie zu den Fernsehausstrahlungen auf Arte und der ARD wird die Serie von der Kritik weitgehend in höchsten Tönen gelobt. In Sachen Zuschauererfolg bleibt sie hingegen hinter den Erwartungen zurück. "Im Angesicht des Verbrechens" erhält eine Reihe von Auszeichnungen, darunter den Deutschen Fernsehpreis als Bester Mehrteiler, den Grimme-Preis in der Kategorie Fiktion sowie den Regiepreis beim Bayerischen Fernsehpreis 2011.

Im Forum der Berlinale 2011 stellt Graf seinen Nachfolgefilm vor: "Komm" mir nicht nach" ist sein Beitrag zu "Dreileben", einem mit Spannung erwarteten Gemeinschaftsprojekt mit Christian Petzold und Christoph Hochhäusler: Alle drei Regisseure inszenieren dabei unabhängig voneinander Filme, deren inhaltlichen Verbindungspunkt die Jagd auf einen entflohenen Mörder darstellt. "Cassandras Warnung", ein erneuter Beitrag Grafs zu der Krimireihe "Polizeiruf 110", feiert beim Münchner Filmfest 2011 Premiere.

Noch im gleichen Jahr wird der Fernsehkrimi "Das unsichtbare Mädchen", mit Elmar Wepper als alterndem Kommissar, bei den Hofer Filmtagen uraufgeführt; die TV-Ausstrahlung erfolgt 2012. Auf der Berlinale 2012 stellt Graf dann "Lawinen der Erinnerung" vor, ein dokumentarisches Porträt des 2011 verstorbenen Filmemachers Oliver Storz.

Ab 1990 teilte sich Graf mit Peter Lilienthal und Peter F. Bringmann eine Professorenstelle an der Kunsthochschule für Medien in Köln. Seit 2004 ist er Professor für Spielfilmregie an der Internationalen Filmschule Köln.