Se crio en un pequeño pueblo catalán. Estudió Comunicación Audiovisual en la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) y posteriormente en la Universidad de California, donde realizó los cortometrajes experimentales Women (2009) y Lovers (2010) con Marco Businaro. En 2011 recibió una beca de "La Caixa" para estudiar un máster en la London Film School, donde dirigió los cortometrajes Born Positive (2012), Lipstick (2013), Those little things (2014) y Lagunas (2016).

Verano 1993 (2017) es su debut autobiográfico en la pantalla grande. Se estrenó en la Berlinale 2017, donde fue premiada como mejor ópera prima y gran premio del jurado de la Generation Kplus. El filme ha obtenido más de 30 premios en todo el mundo, representó a España a los premios Oscar 2018, fue nominada a la EFA y ganó tres premios Goya, incluido el Goya a la Mejor Dirección Novel. 

También ha sido premiada como talento emergente de las Women in Motion Cannes 2018. Sus últimos cortometrajes son Después también (2019) y Correspondencias (2020), una conversación epistolar con Dominga Sotomayor, estrenada en las Visions du Réel, el New York Film Festival y el Festival de Cine de San Sebastián, entre otros.

Alcarràs (2022) es su segundo largometraje, con première internacional en la Sección Oficial de la 72ª edición de la Berlinale, donde recibió el Oso de Oro y se convirtió en la primera mujer española en conseguir la estatuilla dorada en Berlín. Tras pasar por el festival alemán, Alcarràs se presentó en el Festival de Málaga, en la Sección Oficial fuera de competición. En abril se estrenó en las salas comerciales de España y ha llegado a superar a los 350.000 espectadores.