Estudió literatura en la Universidad de Buenos Aires. Graduada como guionista en la ENERC, cursó el Taller Como se cuenta un cuento de Gabriel García Márquez en la EICTV, y estudió puesta en escena. Es autora de las novelas El niño pez, 9 minutos y La maldición de Jacinta Pichimahuida, y de guiones para cine y TV, entre ellos La puta y la ballena, La mitad y La línea de tiza.

Su ópera prima XXY tiene más de 10 premios internacionales, entre ellos el Gran Premio y el Premio del Fondo ACID/CCAS de la Semana de la Crítica en Cannes, y el Goya 2008.

El niño pez, segunda película de la multipremiada directora, cuenta con las actuaciones de Inés Efrón, Emme, Carlos Bardem y Pep Munné. El filme se basa en una novela de la propia directora y es una coproducción entre Argentina, España, Francia e Italia. Las críticas de los medios han sido buenas; destacamos la del diario Clarín, que señala: “Los dos filmes de Puenzo tienen similitudes notables: difíciles relaciones entre padres e hijos, adolescentes confundidos, y un universo oscuro y con aristas violentas en el que cualquiera puede terminar metido. Pero en todos hay, al final, una pequeña luz que ilumina una salida posible“.