Терренс Фредерик Малик родился, по разным источникам, в Уэйко (Техас) или в Оттаве (Иллинойс). Его отец занимал высокую должность в нефтедобывающей компании Phillips Petroleum. Малик закончил школу в Остине и получил философское образование в Гарвардском университете. Благодаря своему научному руководителю Стэнли Кавеллу Малик заинтересовался философией Хайдеггера. Согласно ряду источников, он работал журналистом в Life, Newsweek и The New Yorker, но конкретные статьи, написанные им, неизвестны.
В 1969 году, одновременно преподавая философию в Массачусетском технологическом институте, Малик поступил в Американский институт киноискусства. Обучаясь там, Малик снял короткометражный фильм Lanton Mills, главные роли в котором исполнили Гарри Дин Стэнтон и Уоррен Оутс. Тогда же Малик написал сценарий для роуд-муви Deadhead Miles и, предположительно, работал над сценариями для режиссёрского дебюта Джека Николсона «Он сказал: поехали!» и вестерна Дона Сигела «Грязный Гарри» (оба раза Малик не был указан в титрах). В 1972 году вышел фильм Стюарта Розенберга Карманные деньги, снятый по сценарию Малика, который на этот раз был указан сценаристом. Фильм, продолжавший модную ковбойcкую тематику предыдущей работы Розенберга «Хладнокровный Люк», получил в целом негативные отзывы, включая «двойку» от Роджера Эберта.
Режиссёрским дебютом Малика стали «Пустоши» с Мартином Шином и Сисси Спейсек в главных ролях. Фильм, основанный на истории убийц Чарльза Старквезера и Кэрил Фьюгейт, которые в фильме получили имена Кит и Холли, укладывается в серию классических роуд-муви о паре убийц-любовников, противопоставляющих себя обществу, в частности «Бонни и Клайд». Однако особенность фильма Малика в том, что режиссёр не рассматривает своих персонажей как романтических героев, а нарочито пародирует условности жанра: Кит и Холли пытаются вести себя так, как, по их мнению, должны вести себя настоящие герои. С помощью этого хода Малик раскрывает их внутреннее убожество и бессмысленность существования.
Через три года вышел второй фильм «Дни жатвы». Драма, местом действия которой стала усадьба фермера времён Первой мировой войны, была положительно встречена критикой. Работа оператора Нестора Альмендроса была отмечена «Оскаром», а Малик получил приз за режиссуру Каннского кинофестиваля. Во время работы над фильмом Малик конфликтовал с исполнителем главной роли Ричардом Гиром, а после окончания съёмок потратил два года на монтаж.
После этого глава Gulf & Western (компании, владевшей Paramount Pictures) Чарльз Блудорн предложил Малику миллион долларов за то, чтобы следующий фильм он снял на Paramount. Малик запланировал масштабную постановку о военных действиях на Ближнем востоке в ходе Первой мировой войны. Постепенно сценарий менялся: сначала в него был включён пролог, повествующий о происхождении жизни на Земле, затем он стал основной сюжетной линией. В конце концов, так и не приступив к работе над фильмом (были сделаны только ландшафтные съёмки из разных уголков Земли), Малик уехал в Париж к подруге и следующие годы вёл жизнь затворника, не снимал кино и не общался с журналистами, приобретя репутацию «Сэлинджера от кино».
В 1988 году с Маликом встретились продюсеры Бобби Гейслер и Джо Робердо. Они предложили Малику экранизировать роман Д. М. Томаса «Белый отель». Малик ответил, что он бы хотел снять «Тартюфа» по Мольеру или военную драму «Тонкая красная линия» по роману Дж. Джонса. Продюсеры согласились на второй вариант. В мае 1989 года Малик закончил черновик сценария. В дальнейшем Малик обращался к другим проектам и надолго забрасывал «Тонкую красную линию». В конце концов в 1995 году начались переговоры с актёрами, а в 1997 году — съёмки. В фильме был собран актёрский ансамбль из будущих и уже состоявшихся звёзд первой величины, таких как Джеймс Кэвизел, Эдриен Броуди, Джордж Клуни, Вуди Харрельсон, Джон Кьюсак, Шон Пенн. «Тонкая красная линия» вышла в конце 1998 года, собрала хорошую кассу в мировом прокате и была выдвинута на «Оскар» в семи номинациях, в итоге уступив во всех.
В 2005 году вышел фильм «Новый Свет», посвящённый истории Джона Смита и Покахонтас. Фильм породил очень разные отзывы, его называли затянутым и бессодержательным, однако по итогам десятилетия он вошёл во многие списки лучших фильмов. Последняя на данный момент работа режиссёра — «Древо жизни» — вышла в 2011 году. Планировалось, что фильм войдёт в конкурсную программу Каннского кинофестиваля 2010 года, но Малик не успел его закончить в срок, и фильм был представлен публике 16 мая 2011 года в рамках Каннского кинофестиваля 2011 года, вызвав аншлаг. Фильм получил главную премию киносмотра и был включен в 10 лучших фильмов 2011 года по версии Американского киноинститута. Главные роли в фильме исполнили Брэд Питт, Джессика Честейн и Шон Пенн.
Малик был дважды женат. Его первой женой в 1985 году стала Машель Моретт. В 1998 году супруги развелись, в том же году Малик женился на Александре Уоллес. Сейчас Малик живёт в Остине.
Малик известен затворническим образом жизни. Он не показывается на публике и не даёт интервью.