Né à Paris de parents d’origine nord-africaine, Nabil Ayouch prend des cours de théâtre puis se lance dans la mise en scène de cinéma. Il réalise des spots publicitaires et des courts métrages avant de passer au format long. Ses films sont des coproductions dans lesquelles il dévoile un regard aigu sur la société marocaine. Mektoub (1997), son premier long métrage, est un grand succès et représente le Maroc aux Oscars.
Il en est de même pour Ali Zaoua prince de la rue (2001), interprété par Saïd Taghmaoui. Nabil Ayouch devient ensuite producteur et soutient de nombreux longs métrages avec sa société Film Industry Made in Morocco. Il poursuit en même temps son activité de réalisateur avec Whatever Lola Wants (2008) qui remporte le Grand Prix au Festival de Tanger.
Après le documentaire My Land (2011), sur des réfugiés palestiniens, il réalise Les chevaux de Dieu (2012), présenté à la section Un Certain Regard du Festival de Cannes, et qui gagne le Prix François-Chalais. Muched Loved (2015), projeté à la Quinzaine des Réalisateurs, aborde le thème de la prostitution et connaîtra des ennuis avec les autorités marocaines.
Le film obtient plusieurs distinctions dont la Queer Palm et le Prix Lumière du meilleur film francophone. Razzia (2018), sélectionné au Festival de Toronto, rencontre moins d’écho. Nabil Ayouch coécrit ensuite le scénario d’Adam (2019), réalisé par son épouse Maryam Touzani. Le cinéaste traite le thème du rap dans Haut et fort (2021), présenté en compétition officielle au Festival de Cannes. Par la suite, il revient à Cannes avec un beau portrait de femme intitulé Everybody Loves Touda (2024), présenté dans le cadre de Cannes Première.
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