Samira Makhmalbaf joue à l'âge de 7 ans dans Le Cycliste, réalisé par son père Mohsen Makhmalbaf, figure de proue du cinéma iranien (avec Abbas Kiarostami). Elle arrête le lycée à 14 ans pour se consacrer au cinéma. Elle suit l'enseignement que son père dispense à ses neveux, ses cousins et ses amis. Les films se font en famille. Ainsi, Moshen sera monteur et scénariste du premier film de la jeune femme.

Alors qu'elle n'a que 17 ans, et après avoir dirigé deux films vidéo, elle réalise son premier long métrage, La Pomme. Elle y raconte avec poésie et émotion l'histoire vraie de jumelles de 11 ans, qui, dans un quartier populaire de Téhéran, ont grandi sans jamais sortir de chez elles. Un an plus tard, la réalisatrice de 18 ans devient la plus jeune cinéaste au monde à participer à la sélection officielle d'un festival de stature internationale (Cannes 98 en l'occurence). Son film est présentée dans plus de 100 festivals en deux ans, tandis qu'il est distribué dans 30 pays.

En 1999, Samira réalise Le Tableau noir et revient en compétition officielle à Cannes en 2000. Elle remporte le Grand prix du Jury. Puis elle participe à un film collectif sur les attentats du World Trade Center, intitulé 11'09''01 - september 11. Comme dans son deuxième film, elle y traite de la transmission du savoir. En 2003, la réalisatrice est à nouveau invitée à Cannes en compétition officielle avec A cinq heures de l'après-midi, qui remporte le Prix du jury et le Prix du jury oecuménique.