Ha sido director de fotografía de los más prestigiosos directores europeos y americanos de la actualidad. Ha trabajado, entre otros, con Rainer Werner Fassbinder, Volker Schöndorff, Martin Scorsese y Mike Nichols dirigiendo la fotografía de algunas de las películas más populares de los últimos años. Destacar Las Amargas Lágrimas de Petra Von Kant, Los Rompecorazones, El Color del Dinero, Armas de Mujer y Los Fabulosos Baker Boys.
Ballhaus nació en Berlín. Estudió fotografía durante dos años para conocer los fundamentos de la iluminación y composición de la imagen, antes de entrar en la indústria cinematográfica. En 1982 cruzó el Atlántico y empezó a colaborar con directores norteamericanos.
Su trabajo en Broadcast News, de James brooks, le valió una nominación al Oscar en 1987.