Yorgos Lanthimos è nato ad Atene. Ha studiato regia cinematografica e televisiva alla Stavrakos Film School ateniese. Durante gli anni novanta ha diretto una serie di video per compagnie greche di danza teatrale. A partire dal 1995 ha diretto un gran numero di spot televisivi, oltre a video musicali, cortometraggi e spettacoli teatrali sperimentali. Inoltre è stato membro del team creativo che ha curato le cerimonie di apertura e chiusura dei Giochi della XXVIII Olimpiade ad Atene.
La sua carriera nel mondo del cinema è iniziata con il film O kalyteros mou filos (noto come My Best Friend a livello internazionale), del quale ha condiviso la regia con il mentore Lakis Lazopoulos. In seguito ha diretto da solo il film sperimentale Kinetta, che è stato presentato al Toronto Film Festival nel 2005. Il suo terzo lungometraggio, Kynodontas, ha vinto alla sezione Un Certain Regard del Festival di Cannes 2009 ed è stato candidato come miglior film straniero ai Premi Oscar 2011. Nel 2011 il suo quarto film Alps ha vinto il Premio Osella per la migliore sceneggiatura (Yorgos Lanthimos e Efthimis Filippou) alla 68ª Mostra internazionale d’arte cinematografica di Venezia. Il suo quinto film The Lobster ha vinto il Premio della giuria al Festival di Cannes 2015.