Mentre ancora studiava alla Scuola di Cinema di Monaco, ha girato i corti The Wrong Trip e Living Dead, rispettivamente nel 1995 e 1996. Entrambi sono stati prodotti dal suo compagno di studi Christian Becker e hanno vinto il Premio F.W. Murnau per i Corti. Dopo questi primi due, ha girato un terzo corto nel 1998, Im Auftrag Des Herren. Dopo essersi diplomato alla scuola di cinema, Gansel ha girato il suo primo lungometraggio, il film-tv The Phantom, un thriller politico sulla RAF (Rote Armee Fraktion), sempre interpretato da Jürgen Vogel e prodotto da Christian Becker, che ha vinto un Premio Jupiter, il Premio Adolf Grimme e il Premio del Pubblico 3SAT nel 2000, come Miglior Film-TV.
Nel 2001 ha esordito nel cinema con la commedia sexy Ragazze pompom al top, che è stato un grande successo commerciale e ha lanciato molti giovani attori, tra cui Karoline Herfurth (Profumo - Storia di un assassino). Subito dopo, Gansel ha cominciato a scrivere la sceneggiatura di NaPolA, con Maggie Peren. La storia, ambientata in una esclusiva accademia nazista, nel 2003 ha vinto il Premio Federale per il Cinema come Migliore Sceneggiatura non ancora prodotta. L'intenso film è uscito nelle sale nel 2004. NaPolA ha vinto il Premio del Pubblico all'Hamptons Film Festival di New York, il premio per il Miglior Film al Festival Europeo del Cinema di Viareggio, e un Premio Bavarese per il Cinema nel 2005 per la Migliore Regia. Il protagonista del film,l'attore Max Riemelt, ha vinto un premio come Miglior Attore al Festival Internazionale del Cinema di Karolvy Vary. Nel 2008 torna dietro la macchina da presa con L'onda, film tratto da una storia vera che racconta di uno dei più disastrosi esperimenti sul totalitarismo realizzati in una scuola tedesca. Passano otto anni prima di rivederlo all'opera con il Il sequel di Professione assassino, Mechanic: Resurrection, che ha per protagonisti Jason Statham, Jessica Alba e Tommy Lee Jones.