1973年生まれ、長野県出身。
2002年、個人制作の短編作品『ほしのこえ』で商業デビュー。同作は新世紀東京国際アニメフェア21公募部門「優秀賞」をはじめ多数の賞に輝き、初の長編映画『雲のむこう、約束の場所』（04年）で第59回毎日映画コンクール「アニメーション映画賞」を受賞。続く『秒速5センチメートル』（07年）はアジアパシフィック映画賞「最優秀アニメ賞」を、『星を追う子ども』（11年）は第8回中国国際動漫節「金猴賞」優秀賞を、『言の葉の庭』（13年）ではドイツのシュトゥットガルト国際アニメーション映画祭長編アニメーション部門グランプリを受賞した。2016年公開の『君の名は。』は社会現象を巻き起こすほどの大ヒットを記録し、第40回日本アカデミー賞でアニメーション作品初の「優秀監督賞」、「最優秀脚本賞」を受賞。第49回シッチェス・カタロニア国際映画祭アニメーション部門「最優秀長編作品賞」、第42回ロサンゼルス映画批評家協会賞「アニメ映画賞」に輝いた。2019年公開の『天気の子』は第43回日本アカデミー賞「最優秀アニメーション作品賞」を受賞し、第92回アカデミー賞国際長編映画賞部門の日本代表に選出された。2022年公開の『すずめの戸締まり』では、3作連続で国内観客動員数1,000万人突破の快挙を達成。同作は第73回ベルリン国際映画祭コンペティション部門や第８１回ゴールデン・グローブ賞「アニメーション映画賞」に選出されるなど、国内外で高い評価を得た。