Fils de médecin, Dai Sijie est envoyé en rééducation scolaire dans la Province du Sichuan jusqu'en 1974. A la mort de Mao, il réussit un concours d'entrée à l'université où il étudie l'histoire de l'art, puis obtient une bourse pour poursuivre ses études à l'étranger. Il choisit la France, et après être passé par L'IDHEC, s'y installe définitivement.

Malgré un premier long métrage, Chine, ma douleur, salué par la critique et prix Jean Vigo en 1989, le réalisateur ne trouve pas son public avec ses films suivants: Le Mangeur de lune (1994) et Tang le Onzieme (1998).

Il doit son premier succès à son livre semi-autobiographique, Balzac et la petite tailleuse chinoise, dans lequel un bourgeois, envoyé en rééductaion scolaire dans une province isolée, rencontre une jeune couturière inculte à qui il fait la lecture. Le livre est un best seller qu'il adapte sur grand écran, et qui rencontre le même succès.

Réalisateur engagé, Dai Sijie traite dans ses films de sujets polémiques, quitte à se heurter à la censure chinoise : après avoir évoqué la révolution culturelle dans Balzac et la petite tailleuse chinoise, il aborde le thème de l'amour entre deux personnes du même sexe dans Les Filles du botaniste en 2006.