Heiner Carow si è formato nella classe di regia della DEFA a Berlino Est. Il suo debutto cinematografico alla DEFA con Die Russen kommen (1968), che racconta la storia di un ragazzo della Gioventù Hitleriana alla ricerca di un lavoratore forzato russo, trae ispirazione dall'esperienza personale di Carow, che nel 1945 all’età di quindici anni fu arruolato nel Volkssturm. Tuttavia, il film ottenne il riconoscimento internazionale solo dopo quasi vent'anni di censura da parte del governo della RDT.

Nel frattempo, il regista celebrò con Die Legende von Paul und Paula (1973, tit. intl. The Legend of Paul and Paula) il film di maggior successo nella storia della DEFA. Anche questo film però fu accompagnato da polemiche, dopo che gli attori protagonisti Angelica Domröse e Winfried Glatzeder emigrarono nell'Ovest, il film non fu più trasmesso dalla televisione della RDT.

Oltre al suo lavoro come regista, Carow è stato attivo anche nel presidio dell’Associazione dei cineasti e televisivi della RDT e come vicepresidente dell'Accademia delle Arti della RDT. Dal 2013, la Fondazione DEFA assegna, durante la Berlinale, il premio Heiner Carow, a lui intitolato.