Après des études de littérature anglo-américaine dans sa ville natale de Lasi en Roumanie, Cristian Mungiu décide de s'orienter vers le 7ème art. Formé à l'Ecole de cinéma de Bucarest, il est engagé comme assistant réalisateur sur Train de vie de son compatriote Radu Mihaileanu et sur Capitaine Conan de Bertrand Tavernier, tourné en Roumanie. Réalisateur de trois courts métrages en 2000, il gagne sa vie en réalisant des publicités.
Cristian Mungiu signe en 2002 son premier long métrage, Occident, portrait de la Roumanie d'aujourd'hui à travers les destins croisés de trois personnages. Après ce premier opus au ton léger, présenté à Cannes dans le cadre de la Quinzaine des Réalisateurs, puis une contribution au film à sketchs Lost and Found en 2005, il met en scène son deuxième long métrage, 4 mois, 3 semaines, 2 jours (2007), l'histoire d'un avortement clandestin en 1987, sous le régime de Ceaucescu.
A Cannes, cette œuvre forte et directe bouleverse les festivaliers, et notamment Stephen Frears, Président du Jury, qui lui décerne la Palme d'Or - une première pour le cinéma roumain.
Très marqué par l’histoire de son pays, le réalisateur propose en 2009 Contes de l’âge d’or, dans lequel le metteur en scène raconte les légendes urbaines les plus célèbres de Roumanie. À la manière des comédies italiennes des années 1950, il oppose l’humour à la dictature en narrant les aventures d’un livreur qui ouvre pour la première fois son camion scellé, ou celles d’un policier qui se voit offrir un porc vivant pendant la famine. Là encore, le succès critique est au rendez-vous.
En 2012, Cristian Mungiu réalise Au-delà des collines, un drame sur fond de religion où deux femmes se retrouvent en Allemagne, après que l’une d’elles soit devenue religieuse. Les deux comédiennes principales, Cristina Flutur et Cosmina Stratan, héritent du Prix d'interprétation féminine au Festival de Cannes pour les rôles d'Alina et de Voichiţa. Décidément fortement lié à la croisette, le cinéaste est membre du jury du 66ème Festival de Cannes, présidé par le grand Steven Spielberg.
Trois ans plus tard, le natif de Iasi livre son cinquième long métrage, Baccalauréat, un nouveau portrait peu optimiste de la société roumaine, qu'il définit comme "une histoire sur les compromis et les principes, sur les décisions et les choix, sur l’individualisme et la solidarité mais aussi sur l’éducation, la famille et sur le vieillissement". Pour l'occasion, Cristian Mungiu est à nouveau récompensé à Cannes avec le Prix de la mise en scène.
Il faut ensuite attendre six ans pour voir son nouveau film. En 2022, le réalisateur signe R.M.N., qui se déroule dans un petit village de Transylvanie et qui aborde des thématiques comme la précarité, la discrimination et le populisme.