Après des études d'architecture à Brasilia, Karim Aïnouz suit la formation en théorie du cinéma de l'Université de New York, puis celle de critique avec le programme du Whitney Museum. A partir des années 90, il réalise courts métrages et documentaires sélectionnés dans de multiples Festivals internationaux.
Parallèlement il travaille comme assistant réalisateur (Poison de Todd Haynes, 1991) et scénariste (Avril brisé, 2002). En 2002, il signe son premier long métrage : Madame Sata qui explore la figure mythique de Joao Francisco dos Santos, un bandit noir et homosexuel du début du XXe siècle à Rio.