1935년 충북 수안보에서 태어나 홍익대 국문학과를 나왔다.

1959년 조긍하 감독의 <육체의 길>로 연출부 생활을 시작하여, 김기덕 감독의 데뷔작인 <5인의 해병(1961)>에서 첫 조감독을 맡았다. 그리고 1964년 <잃어버린 태양>으로 감독 데뷔를 했다. 고영남 감독은 거의 모든 장르의 영화를 연출하였을 만큼 다작의 영화를 만들었다. 그의 대표작으로는 <설국>(77),<빙점 81>(81) 등이 있다.

2003년 9월 17일 분당 차병원에서폐암으로 타계했다. 향년 68세.

자녀는 장남 형태, 차남 정태, 딸 수미ㆍ수정씨 등 2남 2녀가 있다.