Anthony Dod Mantle wird 1955 in Oxford/England geboren. Der Sohn eines Wissenschaftlers und einer Malerin unternimmt nach seinem Collegeabschluss Reisen nach Frankreich, Dänemark und Indien, wo er sich intensiv der Fotografie widmet.
Am London College of Printing nimmt Dod Mantle 1980 ein Masterstudium im Fach Fotografie auf, das er 1983 abschließt. Von 1985 bis 1989 studiert er Kamera an der Danske Filmskole (DDF) in Kopenhagen, wo er seitdem seinen Lebensmittelpunkt hat. In dieser Zeit beginnt er mit dem Drehen von Kurzfilmen, Musikvideos und Werbespots. Zwei Jahre nach dem Abschluss an der dänischen Filmhochschule dreht er mit dem deutschen Regisseur Philip Gröning seinen ersten größeren Kinofilm DIE TERRORISTEN! (1992), arbeitet zu Beginn seiner Karriere aber überwiegend an Kurzfilmen und Dokumentationen.
Anthony Dod Mantle ist eine der zentralen Persönlichkeiten der dänischen Dogma 95-Bewegung. Mit seiner Kameraarbeit für den ersten Dogma-Film DAS FEST (1998, Regie: Thomas Vinterberg) sorgt er international für Aufsehen. Anschließend dreht er mit MIFUNE (1998, Regie: Søren Kragh-Jacobsen) und JULIEN DONKEY-BOY (1999, Regie: Harmony Korine) zwei weitere Dogma-Filme. Mit den Begründern der Bewegung Lars von Trier und Thomas Vinterberg arbeitet Dod Mantle seitdem regelmäßig zusammen.
Seine Kooperation mit dem britischen Regisseur Danny Boyle beginnt im Jahre 2001. Gemeinsam mit Boyle dreht er unter anderem zwei Fernsehfilme für die BBC und den Endzeit-Horrorfilm 28 DAYS LATER (2002) auf Mini-DV. Zuvor hatte er mit diesem Format schon die Dogma-Filme DAS FEST und JULIEN DONKEY-BOY realisiert. Ab 2003 arbeitet Dod Mantle verstärkt mit HD-Formaten und Kombinationen aus analogen und digitalen Aufnahmesystemen. Er ist ein Pionier des digitalen Kinos und gibt sein technisches und künstlerisches Wissen gemeinsam mit Christopher Doyle und anderen namhaften Kameraleuten in Vorträgen weiter.
Seit Jahren zählt Dod Mantle zu den international gefragtesten Bildgestaltern und wird mit zahlreichen Preisen ausgezeichnet. Für seinen ersten mit einer HD-Kamera gedrehten Film DOGVILLE (2003, Regie: Lars von Trier) erhält er den Europäischen Filmpreis. 2006 wird seine Kameraarbeit für den Polit-Thriller DER LETZTE KÖNIG VON SCHOTTLAND (Regie: Kevin Macdonald) mit dem British Independent Film Award ausgezeichnet. Für Dod Mantles jüngste Kooperationen mit Lars von Trier und Danny Boyle (ANTICHRIST, 2009 und SLUMDOG MILLIONÄR, 2008) wird ihm 2009 abermals der Europäische Filmpreis verliehen. Seine Kameraarbeit für den Welterfolg SLUMDOG MILLIONÄR wird 2009 mit dem Oscar geehrt.
Anthony Dod Mantle ist Mitglied der British Society of Cinematographers (BSC) und des Dansk Filmfotograf Forbund (DFF).