Son physique, athlétique et distingué à la fois, le destine à une belle carrière de jeune premier. Mais, très vite, il se lasse de jouer certains rôles, pourtant flatteurs, aux côtés de Ruth Roland ou de Mary Pickford et opte, dès 1913, pour la mise en scène. Lancé et soutenu par Mary Pickford, il connaît jusqu'au milieu des années 20 une ascension fulgurante. De nos jours, on est frappé par son goût, son ingéniosité et son sens réel du cinéma (Papa longues jambes Daddy Long Legs, 1919, le plus grand succès de Mary Pickford, Dorothy Vernon of Haddon Hall, 1924, et, surtout, l'obsédant Stella Maris, 1918). Il signe aussi des uvres attachantes dans la clé romanesque à laquelle le prédestinaient ses origines irlandaises (Tess au pays des haines Tess of the D'Ubervilles, 1924). Mais, dépensier, viveur et buveur, Neilan finit par se faire une mauvaise réputation et, jusqu'en 1937, celui qui fut l'un des rois d'Hollywood ne fit que décroître dans des productions de plus en plus modestes. Il revint occasionnellement à l'écran comme acteur, jusqu'en 1957 (Un homme dans la foule, d'Elia Kazan). Un grand cinéaste qui reste à redécouvrir et l'une des victimes du puritanisme hollywoodien.