Diplômé de l'Academy of Broadcasting and Film de Yokohama, Takeshi Miike débute sa carrière comme assistant réalisateur de Shohei Imamura, son professeur à Yokohama. Il signe, en 1991, la mise en scène du téléfilm Hit and run et, quatre ans plus tard, de son premier long métrage, Les Affranchis de Shinjuku. Cette oeuvre fait de son créateur la "grande révélation de l'année 1995", selon la vénérable Association Japonaise des Producteurs de Films.
Parmi les autres films marquants du cinéaste figurent Bird people from China (1998) et son imagerie poétique située en Chine, étonnante pour un réalisateur nippon, la trilogie mafieuse Dead or alive (1999-2002), la comédie familiale déjantée Visitor Q (2000) ou encore l'adaptation du manga Ichi the killer (2001). Point commun entre tous ces longs métrages : la violence paroxysmique qui peut éclater d'une minute à l'autre. C'est en 2002, grâce à Audition, une histoire d'amour sanglante mise en scène en 1999, que Takashi Miike accède à la consécration internationale. Au même titre que le Hong-kongais Fruit Chan et le Coréen Park Chan-wook, il participe au projet 3 extremes (2005), qui regroupe trois films fantastiques asiatiques, en concevant le segment "La Boîte".
Très actif et productif, Takeshi Miike alterne entre la télévision et le cinéma. En 13 ans, il aura écrit et réalisé plus de 60 films. Son cinéma attire de plus en plus le public et fait parler les critiques, notamment par ses thèmes sensibles et plein de tabous comme la représentation du sexe et de la violence, ainsi que des sentiments à la fois provocants et refoulés dans Visitor Q ou Ichi the killer (2001). Son mélange des genres (crime, action, thriller, drame...), dans chacun de ses projets, donne à son cinéma une particularité et un genre "inclassable."
En 2007, il réalise quatre longs métrages pour le cinéma à budget moyen (Like a dragon, Sukiyaki Western Django, Tantei monogatari et Crows Zero) avant d'adapter le roman de Shinji Kimoto en film de science fiction en 2008. Il se concentre également sur un projet de film de samouraï basé sur une histoire vraie, 13 Assassins, présenté à la 67e Mostra de Venise. Produit par le producteur du Dernier empereur, le film est un remake de celui d'Eiichi Kudo (1963) également japonais : Les 13 Tueurs.
Ce réalisateur continue d'aborder sans complexe la violence du monde dans lequel il vit, avec un autre remake : Hara-Kiri : mort d'un samourai, en 2011. Le film est présenté en sélection officielle au festival de Cannes. C'est d'ailleurs la deuxième adaptation cinématographique d'un roman de Yasuhiko Takiguchi après Harakiri en 1962.