Enfant de Rio, José Padilha y étudie l'économie, avant se perfectionner en économie politique, en politique internationale et en littérature anglaise à Oxford, en Grande-Bretagne.
De retour au Brésil, il se lance dans la production cinématographique et écrit et produit le documentaire OS CARVOEIROS/THE CHARCOAL PEOPLE de Nigel Noble (1999), plongée sociale et humaine dans le cœur brésilien.
Il réalise lui-même deux autres documentaires pour la chaîne National Geographic, BRAZIL'S VANISHING COWBOYS (2003) et FACING THE JAGUAR, ainsi que OS PANTANEIROS.
Il atteint le grand écran avec BUS 174 (2002), documentaire tiré d'un fait-divers, sur la violence urbaine à Rio de Janeiro, qui rencontre un beau succès et installe sa renommée.
Arrive alors sa première fiction, inspirée de la réalité brésilienne, TROUPE D'ÉLITE (2007), immersion au sein d'un bataillon spécial de la police, chargé de combattre les trafics des favelas de Rio. Le film fait le tour du monde.
Débordant de projets, il signe encore un court métrage documentaire pour Live Earth d'Al Gore (CHARCOAL) et continue de produire ses pairs (ESTAMIRA de Marcos Prado, 2004).
Pour TROUPE D’ÉLITE, il a obtenu plusieurs prix internationaux majeurs, dont l’Ours d’or à la Berlinale et l’équivalent brésilien de l’Oscar du meilleur réalisateur. TROUPE D’ÉLITE : L’ENNEMI INTÉRIEUR est sorti en salles au Brésil en octobre 2010. Le film a été chaleureusement accueilli par la critique au Brésil, et a obtenu les Oscars brésiliens du meilleur scénario, du meilleur réalisateur et du meilleur film, et il est actuellement le film brésilien le plus regardé de tous les temps, avec plus de 11 millions d’entrées en 2010. TROUPE D’ÉLITE : L’ENNEMI INTÉRIEUR est le film le plus rentable de tous les temps au Brésil, il a battu AVATAR et TITANIC sur le territoire. Il était produit et distribué de façon indépendante.
