Radu Mihaileanu est le fils de Mordechaï Buchman, journaliste juif et communiste, déporté en camp de travail par les Nazis, et qui, après s'être évadé, choisit de changer d'identité -c'est sous son nouveau nom, Ion Mihaileanu, qu'il écrit le scénario d'un film de Pintilie. Animateur d'une troupe de théâtre en Roumanie, Radu Mihaileanu fuit la dictature de Ceaucescu en 1980 et migre vers Israël, avant de s'installer en France. Elève à l'IDHEC, il travaille dans les années 80 comme monteur, puis assistant réalisateur, notamment auprès de Marco Ferreri, tout en signant parallèment une poignée de courts métrages.

En 1993, Radu Mihaileanu tourne son premier long métrage, Trahir, qui conte les dêmélés d'un poète roumain dissident avec le régime stalinien. Mais c'est avec son deuxième opus, Train de vie, primé à Venise et Sundance, que le cinéaste accède à la reconnaissance internationale : cette fable teintée d'humour juif aborde la Shoah sous un angle original, l'organisation d'un faux train de déportation par des villageois qui espèrent ainsi échapper aux camps de la mort.

Les thèmes chers au cinéaste - l'exil, l'identité - sont au coeur de son troisième film, Va, vis et deviens, très remarqué au Festival de Berlin : le cinéaste, qui a fait appel à Roschdy Zem et Yaël Abecassis, s'inspire cette fois de l'histoire des Juifs ethiopiens envoyés en Israël au milieu des années 80. Une histoire qui lui permet de remporter le César du meilleur scénario en 2006. Une récompense couronnant au passage une belle carrière en salle avec plus de 400 000 spectateurs. Il prolongera ensuite son regard sur le sujet à travers un documentaire : Opération Moïse.

En 2009, avec plus de légèreté mais non sans émotion, il réalise Le Concert, avec l'acteur russe Aleksei Guskov et Mélanie Laurent, évoquant l'histoire d'un chef d'orchestre russe déchu après avoir refusé de se séparer de ses musiciens juifs.