در یک خانواده مذهبی با اصالت آذربایجانی، در تهران متولد شد. باورها و اعتقادات مذهبی خانواده مانع از تماشای تلویزیون و راهیابی وی به سینما می‌شد. آزادیِ دوران جوانی و مصادف شدن با انقلاب اسلامی دو عاملی بود که او را به سوی سینما سوق داد.

او فعالیت‌های سینمایی‌اش را از سال 1359  با نوشتن فیلمنامه و کارگردانی فیلم‌های کوتاه در فضای جبهه و جنگ آغاز کرد. او دانش‌آموختهٔ رشته فیلمنامه‌نویسی از دانشکده سینما و تئاتر دانشگاه هنر است. وی فعاليت سينمايی را سال 1360 به عنوان فيلمبردار در گروه تلويزيونی «روايت فتح» آغاز كرد. حاتمی کیا در سال 1364 نخستین فیلم بلند خود را به نام «هویت» برای شبکه دوم سیما ساخت. «هویت» به مسائل اجتماعی روز آن زمان و جریانات پر تب و تاب سیاسی سالهای اولیه انقلاب می‌پرداخت و می کوشید تصویری واقع گرایانه از گرایشات سیاسی آن دوران پرآشوب ارائه دهد.

وی در دومین تجربه سینمایی خود فیلم «دیده‌بان را ساخت. اغلب علاقه‌مندان به سینما و منتقدان، «از کرخه تا راین» را بهترین فیلم حاتمی کیا می‌دانند. فیلمی که به زیبایی به تبعات جنگ از زوایای مختلف می‌پردازد.