Radu Mihaileanu est né le 23 avril 1958 à Bucarest en Roumanie. Il est le fils d'un journaliste juif, Mordechaï Buchman, déporté et revenu des camps, et d'une mère juive également, Clara Haimovici, éditrice de livres pour enfants. Après avoir fondé une troupe de théatre clandestine et joué comme acteur au Théatre yiddish de Bucarest, il quitte la Roumanie en 1980, durant les années de dicatatures Causescu, pour se réfugier en France où il devient étudiant en cinéma à l'IDHEC (ancienne FEMIS). Il exerce le métier assistant réalisateur auprès de Marco Ferreri, Nicole Garcia, Alain Tasma et d'autres, au milieu des années 1980. Il publie durant ces années, en 1987, un recueil de poêmes intitulé Une vague en mal de mer. En 1993, il réalise et cosigne le scénario de Trahir, puis en 1997 celui de Train de vie ; qui obtient un succès international, deux pris au Festival de Venise en 1998 et celui du public au Festival de Sundance en 1999.
En 2005, il réalise Va, vis et deviens qui se voit gratifier du César du meilleur scénario original et de nombreux autres prix internationaux, dont deux au Festival du film de Berlin. En 2009, Le Concert est un grand succès public, réunissant en France deux millions de spectateurs, en Italie un million. Diffusé dans le monde entier, Le Concert est nominé en finale des Golden Globes de Los Angeles en janvier 2011. Le 14 juillet 2011, Radu Mihaileanu est fait chevalier de la légion d'honneur, après avoir été nommé en 2007 chevalier des Arts et des Lettres. Il écrit ses films comme des contes universels où humanité et générosité se croisent et s'affranchissent de situations toujours tragiques. Il aime dépeindre la sublime imperfection des êtres humains, l'infiniment petit qui s'avère grand. À propos des femmes de ses films, Radu Mihaileanu dit : « J'admire ces femmes fortes, lumineuses, intelligentes, de caractère, imparfaites, mais pronfondément humaines, généreuses et responsables. »