Diplômé de l'Université de Waseda, Kore-Eda Hirokazu rejoint la compagnie TV Man Union au début des années 90, compagnie pour laquelle il réalise de nombreux documentaires dont "But..." et "Another Education". Dans ses premiers travaux, il aborde surtout le thème de la mémoire, avec notamment le remarqué "Without memory" (1994).

En 1995, Hirokazu réalise son premier long métrage de fiction, Maborosi, qui reçoit le Prix Osella d'Or au Festival de Venise. Suivent Après la vie (1998), réflexion sur le passé et la mort à mi-chemin du reportage et de l'essai poétique, puis Distance (2001), présenté en Compétition à Cannes, qui décrit un groupe d'adolescents dont des proches ont été victimes du massacre collectif d'une secte.

Hirokazu revient sur la Croisette en 2004, et à nouveau en Compétition, avec Nobody knows, où il conte avec tendresse le terrible quotidien d'enfants livrés à eux-mêmes. Inspirée d'un fait divers - comme souvent chez le cinéaste japonais -, cette œuvre intense vaut à son jeune acteur de 14 ans le Prix d'interprétation. En 2009, Kore-Eda Hirokazu dévoile son nouveau film, le doux-amer Still Walking, qui aborde le thème du deuil au sein d'une famille japonaise.

En 2009, il quitte la chronique de fait divers pour réaliser Air Doll, adaptation du manga fantastique de Yoshiie Goda, "The Pneumatic Figure of a girl". Narrant la venue à la vie d'une poupée sexuelle en plastique qui découvre le monde, le film est un OVNI dans la filmographie résolument réaliste du réalisateur. Il tente ensuite une incursion à la télévision (avec le téléfilm horrifique Ayashiki Bungo Kaidan) puis dans l'exercice du clip vidéo pour la chanson "Sakura no ki ni narou" du groupe de J-pop AKB48.

Hirokazu Kore-eda revient au cinéma et aux histoires de familles en 2012, avec un nouveau long-métrage, I Wish nos vœux secrets, sur la relation particulière de deux frères séparés par le divorce de leurs parents, espérant être réunis suite à la nouvelle liaison du Shinkansen (le TGV japonais) entre leurs deux villes. L'année suivante, le cinéaste met en scène Tel père, tel fils, l'histoire de deux familles dont les bébés ont été échangés à la naissance, Prix du Jury au Festival de Cannes.

En 2015, Kore-eda reste toujours dans le thème de la famille avec Notre petite soeur, dont l'intrigue suit 3 soeurs accueillant leur demi-soeur dans la maison familiale. Cette thématique, très chère au cinéaste, est aussi présente dans son film suivant, Après la tempête, dans lequel un père tente de renouer avec son jeune fils. En 2018, le japonais change de registre pour s'attaquer au thriller judiciaire avec The Third Murder. L'oeuvre raconte l'enquête d'un avocat doutant de la culpabilité de son client, meurtrier présumé.