В сентябре 1944 года стал студентом ВГИКа, мастерской Григория Козинцева. Дипломную картину «Пути-дороги» закрыли и не выпустили на экраны по идейным соображениям. 

В 1952 году Ростоцкий получил направление на киностудию имени М. Горького, где ему суждено было остаться на всю жизнь. 

Идущая от души лирика и искренняя человечность отличает военные ленты Ростоцкого — «Майские звезды» (1959), «На семи ветрах» (1962), «А зори здесь тихие...» (1972). Героика поступков людей во время войны для Ростоцкого связана не с масштабными фронтовыми действиями, а с «тихими» событиями, о которых не сообщалось в сводках Совинформбюро. 

В своей ориентации на человеческое в кино, Ростоцкий в полной мере воплотил тенденции советского оттепельного кинематографа. Одной из вершин его творчества является драма из школьной жизни «Доживем до понедельника» (1968). 

Дважды фильмы Ростоцкого были номинированы на премию Американской киноакадемии «Оскар» («А зори здесь тихие», «Белый Бим Черное ухо») и трижды, по опросам журнала «Советский экран», его картины признавались лучшими фильмами года («А зори здесь тихие», «Доживем до понедельника» (1968), «Белый Бим Черное ухо»). 

Ростоцкий продолжал снимать до конца 80-х, также он известен как автор многих статей по истории кино и мемуаров, в которых выдающихся деятелей советского киноискусства. 

Режиссера не стало 10 августа 2001 года.