Po studiích na katedře filmové režie pražské FAMU a asistování mj. u režiséra Václava Kršky natočil v roce 1960 jako svůj první hraný film krátkometrážní Sousto podle "lágrové"povídky Arnošta Lustiga. Jeho mezinárodním úspěchem byl celovečerní hraný debut Démanty noci podle jiné válečné povídky téhož autora a vlastního scénáře v roce 1964. Byl odměněn Velkou cenou města Mannheimu a dnes patří ke klasickým dílům evropského filmu šedesátých let. Do povídkového filmu pěti různých režisérů podle Bohumila Hrabala Perličky na dně z roku 1965 přispěl brilantní miniaturou Podvodníci, pravděpodobně nejzdařilejší jeho částí.

O rok později dosáhl svého zatímního vrcholu. Vedle povídkových Mučedníků lásky natočil/obojí podle scénáře Ester Krumbachové svůj druhý celovečerní film O slavnosti a hostech, parabolu o zradě vzdělanců s několika významovými vrstvami, kterou řadím k nejlepším dílům české kinematografie vůbec. Němcův film ještě i v roce 1966 natolik pobouřil vládnoucí komunistickou moc, že byl předmětem parlamentní interpelace a ihned byl krátkodobě i zakázán (v 70.a 80.letech pak samozřejmě úplně). Film získal cenu filmové kritiky na MFF v Bergamu a Jan Němec byl za tento film vybrán anglickým odborným časopisem Film and Filming za nejlepšího světového režiséra roku 1969.

21.srpna 1968 pořídil v pražských ulicích přímo na místech největších střetů dokumentární záznam prvního dne sovětského vpádu a z pořízených záběrů sestříhal své Oratorium pro Prahu (opět ještě téhož roku cena Fipresci v Mannheimu). I pro tyto postoje vyjádřené činy mu byla (stejně jako jeho tehdejší manželce Martě Kubišové) za normalizace zcela znemožněna jakákoli umělecká činnost.

V roce 1974 byl nucen vycestovat a léta do roku 1990 prožil v SRN, Velké Británii a USA. V Evropě v letech 1975 natočil filmy The Czech Connection, dokument Královská svatba a Proměnu, adaptaci stejnojmenné povídky Franze Kafky podle scénáře, který už v šedesátých letech napsal se svým bratrancem, filozofem Jiřím Němcem. V USA se v komerčním prostředí Hollywoodu se svou vyhraněnou orientací jako režisér hraných filmů neprosadil, ačkoliv napsal řadu scénářů. Za svůj dokumentární portrét polského exilového spisovatele, laureáta Nobelovy ceny Czeslawa Milosze z roku 1988 byl nominován na kalifornskou EMY (televizní Oskar). Vyučoval také filmovou režii na berkeleyské a yaleské univerzitě.

Po návratu do ČR režíroval v roce 1990 V žáru královské lásky, nedoceněnou, ale zdařilou vlastní adaptaci slavného románu Ladislava Klímy Utrpení knížete Sternenhocha. Nedostatečná kultivovanost polistopadové filmové kritiky, jíž chybí pro rozeznávání filmového umění v české filmové produkci dost jemný metr, poznamenala přijetí dalšího filmu, nikoli poprvé ani naposled experimentujícího s novými technologiemi i formou, Jméno kódu Rubín. Kvality filmu dokládá i jeho ohlas při komerční videodistribuci v USA.

Přednášel na katedře režie dokumentárního filmu na FAMU, natočil řadu krátkých dokumentů, například GEN Arnošta Lustiga, Jana Hammera, Ester Krumbachové a Genus Marty Kubišové, jakož i hodinový portrét česko-portugalského básníka Františka Listopada.

Zemřel v březnu 2016.