Nach dem Abitur im Jahr 1988 begann Rothemund zunächst als Produktionsleiter und Regieassistent für seinen Vater und andere Filmemacher wie Bernd Eichinger zu arbeiten. 1994 assistierte er dem französischen Regisseur Gérard Corbiau bei den Dreharbeiten zum Oscar-nominierten Drama "Farinelli". Rothemund gab sein Regiedebüt im Fernsehen: Ab 1996 führte er Regie bei der Serie "Wilde Jungs - Two to Fall in Love" für Sat.1. 1997 führte er in Zusammenarbeit mit Drehbuchautor Fred Breinersdorfer auch Regie bei zwei Folgen von "Anwalt Abel" für das ZDF, wofür er mit dem Telestar-Preis ausgezeichnet wurde. Rothemunds ersten Kinofilm drehte er 1998: Für das hochgelobte Kinoevent "Das merkwürdige Verhalten geschlechtsreifer Großstädter zur Paarungszeit" wurde er mit dem Bayerischen Filmpreis und dem 3sat-Zuschauerpreis ausgezeichnet. Rothemunds zweiter Spielfilm "Harte Jungs" wurde im Jahr 2000 vom Kinopublikum weitgehend anerkannt. 2002 setzte der Regisseur mit dem Fernsehfilm "Die Hoffnung stirbt zuletzt" seine Zusammenarbeit mit Autor Breinersdorf fort, die äußerst erfolgreich erwies: Das Mobbing-Drama wurde mit der Goldenen Kamera, dem Gold Grimme-Preis und dem 3sat-Zuschauerpreis ausgezeichnet. Für den Fernsehkrimi "Das Duo - Der Liebhaber" erhielt der Regisseur 2003 den VFF TV Movie Award. 2004 arbeitete Rothemund erneut mit Breinersdorf für den Film "Sophie Scholl - Die letzten Tage" zusammen, wobei beide nun auch als Co-Produzenten auftraten. Der Film illustriert eindringlich die letzten Tage im Leben der Widerstandskämpferin "Weiße Rose" während der Nazi-Ära. Rothemund präsentierte "Sophie Scholl" im Februar 2005 als einen der drei deutschen Wettbewerbsbeiträge bei der 55. Berlinale. Er selbst gewann einen "Silbernen Bären" für die Regie und für Julia Jentsch in der Hauptrolle. Einige Monate später wurde Rothemunds Film in der Kategorie "Bester ausländischer Film" für einen Oscar nominiert.
