Ingénieur chimiste de son métier, il se prend de passion pour le cinéma et réalise en amateur un court métrage qui lui permet de suivre les cours spéciaux du VGIK dans la section opérateurs ; puis il est reçu au concours d'entrée à la section réalisation (dont il sortira diplômé en 1965). Après avoir travaillé quelque temps à Sverdlovsk comme réalisateur de TV, il entre au Studio Lenfilm à Leningrad. Son premier long métrage, Pas de gué dans le feu (V ogne broda net, 1967), le situe immédiatement parmi les valeurs les plus sûres de la « nouvelle vague » grâce au scénario de Gabrilovitch (pendant la guerre civile, une jeune infirmière bolchevique se découvre une vocation artistique avant d'être fusillée par les Blancs), à la révélation d'une comédienne, Inna Tchourikova (l'épouse du cinéaste), et, surtout, à son approche antihéroïque du thème patriotique et à l'authentique et chaleureux réalisme de sa vision.Il surprend et séduit à nouveau avec le Début (Naalo, 1970, également sur un scénario de Gabrilovitch), où l'on retrouve la belle et brûlante Tchourikova, cette fois dans le rôle d'une jeune ouvrière qui fait ses premiers pas de comédienne en incarnant Jeanne d'Arc dans un film historique : ici aussi éclate la tendresse du regard du ciné-aste sur un personnage en mutation. Puis c'est sur un scénario personnel que Panfilov réalise Je demande la parole (Prou slova, 1975), uvre plus ambitieuse et plus engagée par les résonances sociales et politiques de son thème : une femme (Tchourikova), maire d'une grande ville, voit ses responsabilités municipales mettre en péril sa vie de famille. On a parfois trouvé dans ce film passionnant la marque d'un certain conformisme : il abonde pourtant en notations critiques sur la vie quotidienne et se situe dans une perspective délibérément féministe.Après le Thème (Tema, 1979), qui rencontre des difficultés avec les responsables du cinéma et qui ne sera diffusé qu'à partir de 1986 (il obtiendra l'Ours d'or au festival de Berlin en 1987), Panfilov s'est voué à des sujets plus « littéraires » en adaptant deux pièces de théâtre : Valentina (id., 1981), d'après une pièce à succès d'Alexandre Vampilov, et Vassia (Vas'ja eleznova, 1982), d'après Gorki. C'est encore Gorki qu'il adapte en 1990 dans une nouvelle version après celles de Poudovkine et de Donskoï de la Mère, avec sa femme Inna Tchourikova dans le rôle-titre.
