En 1973 abandonó sus estudios de Arquitectura para comenzar la carrera de Imagen en la facultad de Ciencias de la Información de la Universidad Complutense de Madrid, de la que se licenció. Ese año empezó a trabajar en el cine como meritorio en la película de su tío Luis Sanz, Casa Flora (1973), protagonizada por Lola Flores. Más tarde trabajó como script y como ayudante de dirección con Jaime de Armiñán, Fermín Cabal, José Luis García Sánchez, Andrés Linares, Fernando Colomo, Miguel Hermoso, etc.
En 1979 escribe el guión Nos va la marcha, de Manuel Berastegui y Raimundo García. Una década después empieza a trabajar en televisión como realizador y guionista de los programas Perfiles andaluces (1989) y Los muñecotes (1990). En 1991 debutó como director de largometrajes con Salsa rosa, comedia en la que Joaquín Oristell, Yolanda García Serrano y Juan Luis Pérez Iborra intervinieron como coguionistas. La película tuvo un gran éxito de taquilla, ya que en su primera semana de exhibición fue la segunda más vista en cuanto a número de espectadores tras Thelma y Louise (1991), de Ridley Scott.
Su segundo largometraje ¿Por qué lo llaman amor cuando quieren decir sexo? es una comedia que estrenó en 1993. Al igual que su anterior filme, fue la película que más público atrajo ese año.
En 1995 realizó, junto a Joaquín Oristrell, el programa televisivo El destino está en tus manos. También estrenó Boca a boca, película protagonizada por Javier Bardem y Aitana Sánchez–Gijón, y regresa a TVE para grabar una serie de relatos con distintos finales abiertos en el que el espectador elige el final para el espacio El destino en sus manos, de Gemma Nierga. Gómez Pereira contó con la colaboración de Joaquín Oristrell y César Benítez.
En 1996 dirige El amor perjudica seriamente la salud, protagonizada por Ana Belén, Juanjo Puigcorbé, Gabino Diego y Penélope Cruz, y dirige la X Gala de los Premios Goya, retransmitida por TVE. Desde ese año y hasta 1998 realizó la serie Todos los hombres sois iguales, con Imanol Arias, Antonio Resines, Juanjo Puigcorbé y Pastora Vega en el reparto. La serie fue galardonada con el Premio Calabuch a la Mejor Película en Festival de Peñíscola, el Goya al Mejor Guión Original y el Premio al Mejor Guión Original por el Círculo de Escritores Cinematográficos.
Tras una pausa de tres años, en 1999 reaparece con su siguiente proyecto: Entre las piernas, con Victoria Abril, Javier Bardem, Carmelo Gómez y Sergi López, entre otros.
En 2001 estrenó Desafinado (Off Key), una coproducción hispano–norteamericana. En 2004 participó en el largometraje de denuncia política Hay motivo con su corto Yak–42, acerca del accidente militar de este avión en Turquía, y estrenó la película Cosas que hacen que la vida valga la pena (2004), una comedia agridulce sobre una trabajadora del INEM y un profesor de autoescuela en paro. La película consiguió el Premio Especial del Jurado en el Festival de Cine de Málaga.
En 2005 estrenó Reinas, con Verónica Forqué, Marisa Paredes y Carmen Maura como protagonistas. La película retrata irónicamente la primera boda multitudinaria de gays en España.
En 2006, Gómez Pereira fue nombrado vicepresidente de la Academia de las Artes y las Ciencias Cinematográficas junto al también vicepresidente Enrique Urbizu. Su siguiente proyecto como director de largometrajes es el filme El juego del ahorcado (2008), cuyo guión ha coescrito junto a Salvador García Ruiz.