او فعالیت هنری خود را با عکاسی آغاز کرد. پس از دریافت مدرک لیسانس مهندسی برق از دانشگاه بغازیچی، به دانشگاه هنرهای زیبای معمار سنان رفت و به مدت دو سال در رشته سینما تحصیل کرد.

او عکس‌هایی را که بین سال‌های 1982 تا 1989 گرفته بود "عکس‌های اولیه"، عکس‌های دوره دوم خود (2003 تا 2009) را "سینما اسکوپ ترکی" و دوره سوم (2006 تا 2008) را "برای پدرم" نامگذاری کرد. مکان‌های عکاسی‌اش، بعدها لوکیشن‌های زیادی از فیلم‌هایش را شکل داد.

جیلان فیلمسازی را از سال 1995 با ساخت فیلم کوتاه «پیله» آغاز کرد که در جشنواره فیلم کن 2005 به نمایش درآمد. سپس در سال 1998، نخستین فیلم بلند خود را با نام «قصبه» کارگردانی کرد. ماندگارترین فیلم نوری بیلگه جیلان «روزی روزگاری در آناتولی» است، فیلمی که جایگاه فکری و سینمایی این سینماگر ترک تبار را جهانی کرد. «روزی روزگاری در آناتولی» در کن 2011 جایزه ویژه هیات داوران را از آن خود کرد.

همسر او، اِبرو جیلان، فیلمساز، عکاس و بازیگر است که در فیلم «اقلیم‌ها» (2006) با یکدیگر همبازی بودند.