lisans eğitimini Boğaziçi Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği bölümünde tamamlamıştır. Buradaki eğitimi esnasında üniversitenin fotoğrafçılık ve dağcılık kulüplerine katılarak, hem doğa sporlarıyla hem de fotoğrafçılıkla ilgilendi.

Mimar Sinan Üniversitesi’nde 2 yıl sinema eğitimi aldıktan sonra ilk profesyonel deneyimini "Koza" adlı kısa filmle yakaladı. Bu film Cannes Film Festivali'nin kısa filmler bölümünde yarıştı.

1997 senesinde ilk uzun metrajlı "Kasaba" filmini çeken Ceylan, sonrasında 1999’da otobiyografik izler de taşıyan "Mayıs Sıkıntısı" filmini sinema seyircisiyle buluşturdu.

"Uzak" (2002) filmi 56. Cannes Film Festivali’nin yarışmalı bölümünden Büyük Jüri Ödülü (Grand Prix) ile döndü.

2006 senesinde "İklimler", 2008 senesinde de "Üç Maymun" filmlerine imza atan Ceylan, "Üç Maymun" ile bu sefer Cannes’dan "En İyi Yönetmen Ödülü" ile döndü.

67'inci Cannes Film Festivali'nde ise en büyük ödül olan Altın Palmiye ödülünü "Kış Uykusu" (2014) adlı epik filmiyle kazanmayı başardı.