Eli Roth saltó a la fama en el Festival de Toronto 2002 con su primera película, Cabin Fever, producida, dirigida y protagonizada por él. Con un presupuesto de 1,5 millones de dólares, se convirtió en la película más vendida del Festival. Recaudó 33 millones internacionalmente y 70 millones en ventas de DVD, la mayor recaudación de Lionsgate del año 2003.

Su segunda película, Hostel, escrita, producida y dirigida por él (con Quentin Tarantino como productor ejecutivo), fue otro éxito mundial que alcanzó el primer puesto de la taquilla el fin de semana de su estreno. Rodada con un presupuesto de 4 millones de dólares, recaudó 150 millones internacionalmente. La secuela Hostel 2 se estrenó en el verano de 2007. Costó diez millones de dólares y obtuvo 85 millones entre taquilla y ventas de DVD.

Además, hemos podido verle en numerosos programas de televisión como "Late Night with Conan O’Brien", "MTV’s Total Request Live", "The Jimmy Kimmel Show", "Best Week Ever" y "The Howard Stern Show", entre otros.

También es un consumado animador con más de veinte cortos de animación en su haber. Como actor hemos podido verle en Death Proof, de Quentin Tarantino, un segmento de Grindhouse. Es el guionista y director del "falso" tráiler Thanksgiving, que se proyecta entre las películas de Grindhouse.

En 2008 se asoció con el productor Eric Newman, de Arcade Films, una empresa que producirá de dos a tres películas sorprendentes al año y para la que escribirá, dirigirá y producirá en exclusiva. Actualmente produce The Man with the Iron Fists, escrita y dirigida por The RZA, el fundador de Wu-Tang Clan; Psycho Killer, una película de terror de Andy Kevin Walter, el guionista de Seven, y un thriller de ciencia-ficción escrito y dirigido por él.