Mohammad Rasoulof est diplômé de l'Université de Shiraz en sociologie. Il étudie ensuite le montage à l'Université Soureh de Téhéran (Beaux-arts), et débute comme réalisateur avec une série de six courts métrages : Joneh (Friday, 1991), Mikh (The Pin, 1993), Haft roya (The Seven dreams,1994), Dah sanieh dishter (Ten seconds more, 1994), Kaneh shichey (The Glass house, 1997), Nehmani asr (Eveneing party, 1999). Mohammad Rasoulof a été l'assistant réalisateur de Rasoul Sadr Ameli sur Dokhtari ba kafsh-haye katani (La Fille aux baskest, 1998).
Son premier long métrage est un docu-fiction intitulé Golgouman (Le Crépuscule, 2002), qui a été projeté dans plusieurs festivals, dont Locarno, Karlovy Vary et Montréal. Jazireh ahani (La Vie sur l'eau, 2005), qui le révèle au niveau international, raconte la vie d'une petite communauté de familles venues s'installer sur un vieux cargo pétrolier abandonné au large des côtes iraniennes. Le film est sélectionné pour la Quinzaine des Réalisateurs de Cannes en 2005, et obtient le Prix spécial du jury au Festival de Gijón. Mohammad Rasoulof revient au documentaire en 2008 avec Baad-e-daboor (La Parabole), un moyen métrage sur l'ingéniosité des iraniens pour capter les chaînes étrangères. Le film est une critique sur la gestion des médias par le pouvoir. Dans Keshtzaraye sepid (The White meadows, 2009), projeté en compétition officielle au Festival International de San Sebastián, le cinéaste raconte l'histoire de Rahmat, chargé depuis plusieurs années d'aller recueillir les larmes des habitants de plusieurs îles voisines. Le film, sous forme de conte chargé de symboles, est en fait une critique masquée du régime politique iranien. Mohammad Rasoulov est arrêté en même temps que le réalisateur Jafar Panahi en mars 2010. Ils sont soupçonnés de préparer un docu-fiction hostile à Mahmoud Ahmadinejad, réélu en juin 2009, président de la République islamique d'Iran. Projet qui sert de prétexte au régime iranien pour les mettre en prison, avant de les libérer sous caution. En décembre 2010, il est condamné avec Jafar Panahi à six ans de prison. En 2010, il produit Gesher, le film d'un jeune cinéaste Vahid Vakilifar. Présenté dans la section Un Certain Regard du Festival de Cannes 2011, Bé omid é didar (Au revoir, 2010), réalisé dans des conditions semi-clandestines, dépeint le quotidien d'une jeune avocate de Téhéran en quête d'un visa lui permettant de quitter le pays. Le cinéste remporte le prix de la mise en scène. En 2013, Les Manuscrits ne brûlent pas (Dast-Neveshtehaa Nemisvosand, 2012), a été projeté au Festival de Cannes dans la section Un Certain Regard, où il remporte le prix de la Fédération internationale de la presse cinématographique (Prix Fipresci). Tourné clandestinement à Téhéran avec des acteurs qui ont préféré rester dans l'anonymat, le film est une dénonciation de la censure politique, et de la volonté d'élimination des artistes encore attachés à leur liberté d'expression. Un homme intègre (Lerd, 2016) remporte le prix Un certain regard du 70e Festival de Cannes. Le réalisateur continue sa critique impitoyable des maux qui rongent son pays, en faisant le portrait d'un homme simple qui refuse d'entrer dans le système des pots-de-vin et qui devra en subir les conséquences. Ours d'Or au festival de Berlin 2020, Le Diable n'existe pas (Sheytan vojud nadarad, 2019), tourné dans la clandestinité, se compose de quatre récits distincts, quatre histoires, qui mettent en scène des univers différents, et toutes liées à la pratique de la peine de mort en Iran. Mohammad Rasoulof, tresse une réflexion sur un sujet tabou en Iran : la peine de mort, son application et quelles en sont les conséquences intellectuelles, affectives ou morales sur l'individu. Le film fait l'éloge de l'importance de la résistance et de la désobéissance à un régime tyrannique. Qui sauve une vie sauve l'humanité tout entière, mais à quel prix, s'interroge le cinéaste.