1959 yılında İstanbul'da doğdu. Boğaziçi Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği bölümünden

mezun olduktan sonra Mimar Sinan Üniversitesi’nde iki yıl sinema eğitimi gördü. Boğaziçi Üniversitesi'ndeki eğitimi sırasında üniversitenin dağcılık ve mağaracılık kulüplerine katılarak, doğa aktiviteleri ile ilgilendi. 1980'lerde kimi portfolyoları Gergedan gibi dönemin nitelikli kültür ve sanat dergilerinde yayınlanan Ceylan, yaptığı dört filmin de, yönetmenliğini, senaristliğini ve yapımcılığını üstlendi. Sinemaya Koza adlı kısa filmiyle adımını atan Ceylan bu filmiyle, Cannes Film Festivali'nin ilgili bölümüne katılma başarısını gösterdi. Ceylan 1997'de ilk uzun metrajlı filmi olan ve başta Berlin Film Festivali olarak pek çok dünya festivalinde gösterilen üç bölümlü, otobiyografik ve pastoral Kasaba filmini, 1999 yılında da bir meta-film olan ve ilk iki filmdeki otobiyografik izleği sürdüren ve büyük başarı kazanan Mayıs Sıkıntısı'nı çekti. Film, Berlin Film Festivali'nin yarışmalı bölümünde gösterilmişti.

56. Cannes Film Festivali’nde yarışan ve favori filmler arasında gösterilen Nuri Bilge Ceylan’ın 2002 yapımlı dram filmi Uzak, Altın Palmiye’den sonra festivalin ikinci önemli ödülü olan ‘Büyük Jüri Ödülü’nü (‘Grand Prix’) aldı. Filmde yalnız ve yabancılaşmış iki kuzeni oynayan filmin başrol oyuncuları Muzaffer Özdemir ve film tamamlandıktan hemen sonra bir trafik kazasında ölen Mehmet Emin Toprak da ‘En İyi Erkek Oyuncu Ödülü’nü paylaşarak Türk sinema tarihinin en parlak başarılarından birine imza attılar.

Ceylan'ın dördüncü uzun metrajlı filmi olan İklimler, 2006 Cannes Film Festivali'nin yarışma bölümüne kabul edildi. Ceylan'ın o güne kadar çektiği en büyük bütçeli eser olan film, dijital görüntü teknolojisiyle kotarıldı ve görüntü yönetmenliğini Ceylan'ın kendisinin üstlenmediği ilk filmi olma özelliğini kazandı. Filmin bir diğer önemli özelliği ise, Nuri Bilge Ceylan'ın bu kez kamera önüne de geçerek, eşi Ebru Ceylan'la başrolleri paylaşmış olmasıdır.

2008 Cannes Film Festivali'nde küçük zaafların büyük yalanları doğurmasıyla parçalanan bir ailenin, gerçeklerin üzerini örterek bir arada kalma çabasını anlatan Üç Maymun filmiyle "En İyi Yönetmen Ödülü"nü aldı. Ödülü aldıktan sonra yaptığı teşekkür konuşmasında "Bu ödülü birisine adamak istiyorum: Tutkuyla sevdiğim, yalnız ve güzel ülkeme..." dedi.

Filmografi
- Koza (1995)
- Kasaba (1997)
- Mayıs Sıkıntısı (1999)
- Uzak (2002)
- İklimler (2006)
- Üç Maymun (2008)