Après des cours de théâtre et de mise en scène chez Sarah Boréo et Michel Granvale,
Nabil Ayouch débute comme assistant réalisateur et réalise à partir de 1992 des spots publicitaires.
En 1997, et après avoir tourné trois courts-métrages dont
Vendeur De Silence,
Hertzienne Connexion et
Les Pierres Bleues Du Desert, il réalise son premier long,
Mektoub, sélectionné en 1998 pour représenter le Maroc aux Oscars.
En 1999,
Nabil Ayouch met en scène le Spectacle de Gala marquant l’ouverture du « Temps du Maroc » au Château de Versailles puis il tourne son deuxième film,
Ali Zaoua, Prince De La Rue en 2000. Entre 2000 et 2003, il crée le Prix Mohamed Reggab qui récompense les meilleurs scénarios et produit huit premiers courts-métrages de jeunes talents.
En 2001,
Nabil Ayouch produit des séries pour la télévision marocaine et co-fonde le G.A.R.P. (Groupement des Auteurs Réalisateurs Producteurs.) En 2002, il participe à la collection « Masculin / Féminin » pour Arte réalisant
Une Minute De Soleil En Moins. Deux ans plus tard, il fonde la Coalition marocaine pour la Diversité Culturelle.
Nabil Ayouch crée en 2005 « Film Industry Made in Morocco » et produit trente longs métrages. Il fonde ensuite Meda Films Developpement, structure accompagnant producteurs et scénaristes des dix pays de la rive sud de la méditerranée en les aidant à développer leur projet. Depuis 2008, il est membre du 1er collège de l’Avance sur Recettes au CNC.
Whatever Lola Wants sorti en 2008 est son troisième long-métrage.
Nabil Ayouch réalise par la suite le documentaire
My Land (2011) avant de signer l'année suivante le drame
Les Chevaux De Dieu, présenté en Un Certain Regard du
65ème Festival International Du Film De Cannes 2012, pour lequel il reçoit le
François Chalais.