En 1926, il publia Quinze Rounds, le récit d'un match de boxe vu de manière subjectif par un boxeur, ce qui le fit remarquer comme une figure du dadaïsme français. Il enchaîna en écrivant pour le théâtre puis pour le cinéma. Assistant à partir de 1929, il commença à signer ses premiers scénarios et réalisa son premier métrage, Toboggan, en 1933.
Cinéaste pré-Nouvelle Vague, autodidacte curieux et homme de terrain habile, il s'est essayé à tous les genres et à tous les styles de film :
Le polar avec des adaptations de Simenon :
Les Inconnus dans la maison (1941) donnant à Raimu un exceptionnel rôle angoissant, et La Vérité sur Bébé Donge (1951). Le polar encore avec Razzia sur la chnouf (1954) présentant un Lino Ventura encore débutant. Il aborda aussi le genre historique, les drames psychologiques, l'étude de mœurs, le film de guerre et la comédie sentimentale. Sans être des chefs-d’œuvre mais sympathiques : Nathalie, agent secret (1959) supposé relancer la carrière de Martine Carol ou encore, son dernier film en 1964 Nick Carter va tout casser ! avec Eddie Constantine.
Très aimé des acteurs, ce réalisateur de talent décéda des suites d’une intervention chirurgicale.
Il était le père du réalisateur et écrivain Didier Decoin.
Sa tombe se situe dans le petit cimetière de Chaufour-lès-Bonnières où il habitait.