Anders Morgenthaler blev født den 5. december 1972 i København og voksede op i Brønshøj. Hans mor var pædagog og faren læge. Morgenthaler kalder selv sin barndom meget lykkelig men også ulykkelig på grund af en grundlæggende usikkerhed: ”Min far er ikke min biologiske far, men adopterede mig, da jeg var lille. Og uanset hvor meget mine forældre gav mig af kærlighed, så forsøgte jeg at flygte fra den usikkerhed, som udsprang af, at jeg ikke syntes, jeg hørte helt til. Fordi min far ikke var min biologiske far.” (Anne Funch: Anders Morgenthaler: ”Jeg skal ud på kanterne og kravle”. Berlingske Tidende 2012-04-27).
Som dreng var han et uroligt barn, der ofte spillede rollen som klassens klovn, og som først lærte at læse i 6. klasse. Til gengæld kunne han tegne! Han imponerede de andre børn med sine tegninger og lavede sin første tegneserie som 7-årig. I gymnasiet brugte Morgenthaler også en del tid på at tegne for skolebladet. Efter sin studentereksamen i 1992 arbejdede Morgenthaler som autodidakt animator hos Interactive Television Entertainment (ITE) og skabte her skærmtrolden Hugo. I 1995 startede han på Designskolen Kolding, hvorfra han færdiggjorde sin uddannelse som bachelor i Interaktivt design i 1998. Samme år startede han på Den Danske Filmskoles animationslinje, hvor han afsluttede sin uddannelse som filminstruktør i 2002. Det var også i disse år, at Morgenthaler var med til at starte selskabet TV-Animation, som tre år efter sin stiftelse var det næststørste tegnefilmselskab i Danmark næst efter A-film A/S.
Morgenthaler deltog og vandt sammen med Mikael Wulff i 2003 en stribekonkurrence i Dagbladet Politiken under pseudonymet Pernille Richter Andersson. Avisens abonnenter var i første omgang ikke synderligt begejstrede for det nye indslag i deres morgenavis, men tegneseriestriben kom til at køre i mange år herefter. Wulffmorgenthaler-universet blev i 2005 til en tv-serie på DR2. En af satireparrets bedst kendte karakterer er den lyseblå, fascistoide flodhest ved navn Dolph.
Morgenthaler har ligeledes erfaring som studievært i DR’s børne-tv-serie KatjaKaj og BenteBent, ligesom han har skabt flere kortfilm og instrueret adskillige musikvideoer for bl.a. de danske bands Kashmir og Superheroes. I 2006 fik han sin spillefilmsdebut som instruktør på filmen ”Princess” – en hardcore animationsfilm til voksne, som bl.a. udstiller pornobranchen – og modtog samme år Nordisk Film Prisen. Det var også i 2006, at Anders Morgenthaler var med til at stifte filmproduktionsselskabet Copenhagen Bombay, der har fokus på gode fortællinger til børn.
Morgenthalers film ”I am here” med Kim Basinger i hovedrollen havde premiere i 2014.
Anders Morgenthaler er gift med filminstruktør Phie Ambo, som han har døtrene Juno og Viola sammen med. Familien bor på Amager i København.