Issu d'un milieu aisé, Manoj Nelliyattu Shyamalan grandit en Pennsylvanie, dans la banlieue chic de Philadelphie. Poussé très jeune vers le cinéma, il réalise plusieurs dizaines de courts métrages amateurs largement inspirés de Steven Spielberg, son idole, avant de partir étudier à l'Ecole des Arts de l'université de New York. Son premier long métrage, Praying with Anger (1992) est plus ou moins basé sur une de ses propres expériences : un retour en Inde, son pays natal, après des années passées aux Etats-Unis. Acclamé par la critique, boudé par le public, le réalisateur enchaîne sur Wide Awake (1998), qu'il interprète, réalise, écrit, produit et tourne à Philadelphie.

Sixième Sens, son troisième film, inaugure en 1999 une collaboration fructueuse avec l'acteur Bruce Willis. Ce film traitant de phénomènes paranormaux est un succès planétaire immédiat et initie un retour du surnaturel dans le cinéma américain. Suit Incassable, toujours avec Bruce Willis, une oeuvre mystérieuse qui s'inspire de l'univers des comic-books et qui rencontre un public plus mitigé. Cela n'empêche pas Shyamalan de continuer sur sa lancée en réalisant Signes, un drame de science-fiction confrontant Mel Gibson et Joaquin Phoenix (2002) à d'inquiétants phénomènes. Là encore, le long métrage combine succès critique et commercial.

En 2004 sort Le Village, histoire d'un village du XIXème perdu dans les bois qui fait face à de troublants évènements. Pour ce film, Shyamalan a fait appel à un casting prestigieux : Sigourney Weaver, William Hurt, Adrien Brody, Joaquim Phoenix et une jeune comédienne alors inconnue, Bryce Dallas Howard, à laquelle il propose en 2006 de devenir sa Jeune fille de l'eau, adapté de l'un de ses propres contes pour enfants. Le cinéaste persiste dans la veine fantastique avec la sortie en 2008 de Phénomènes, pour lequel il s'entoure une fois encore d'un casting de luxe, dont notamment Mark Wahlberg et le Français Cyrille Thouvenin.

Le natif de Pondicherry revient à la réalisation en 2010 avec la superproduction fantastique Le Dernier maître de l'air, adaptation de la série d'animation Avatar, le Dernier Maître de l'Air, où la révélation de Slumdog Millionaire Dev Patel est au centre d'un conflit pour la conquête et l'équilibre entre les quatre tribus du Feu, de l'Air, de l'Eau et de la Terre. En 2013, il met en scène After Earth avec Will et Jaden Smith, d’après une idée originale de Will Smith. Le long métrage (le premier qu'il n'écrit pas tout seul) n'est pas très bien reçu par les critiques et rapporte "seulement" 250 millions dans le monde pour un budget estimé à 130 millions.

Deux ans après, M. Night Shyamalan signe son premier film d'horreur tourné en found footage, The Visit : soit l'histoire de deux enfants qui vont passer une semaine dans la ferme de leurs grands-parents en Pennsylvanie. Puis, il s'attaque à Split, emmené par James McAvoy, qui se déroule dans le même univers qu'Incassable, et enfin à Glass, qui fait suite à Incassable et Split et qui voit s'affronter McAvoy et Bruce Willis. Si les deux longs métrages n'atteignent pas la qualité d'Incassable, ils s'avèrent très lucratifs, récoltant respectivement 278 et 247 millions de dollars de recettes mondiales, pour des budgets compris entre 10 et 20 millions.

En parallèle, M. Night Shyamalan produit l'intrigante série Servant (2019 - 2023), pour laquelle il met également en scène cinq épisodes. En 2021, il livre Old, un thriller fantastique où des vacanciers constatent avec effroi que leur vieillissement est drastiquement accéléré sur la plage où ils se trouvent... Puis, il met en scène Knock At The Cabin, son quinzième film, adapté du livre de Paul Tremblay, The Cabin at the End of the World. Jonathan Groff (II), Ben Aldridge, Dave Bautista et Kristen Cui portent ce thriller où un couple homosexuel et leur fille sont pris en otage par quatre étrangers armés qui leur imposent de faire un choix impossible.

En 2024, le cinéaste revient avec un thriller horrifique au pitch des plus alléchants : Trap, dans lequel Josh Hartnett campe un tueur en série qui se retrouve piégé lorsqu'il se rend à un concert avec sa fille.