Ari Folman è nato nel 1962 ad Haifa, Israele. Frequenta la Tel Aviv Film School dal 1986 al 1990, e nel 1991 scrive e dirige, con Ori Sivan, Comfortably Numb, un documentario che racconta un viaggio notturno a Tel Aviv durante gli attacchi missilistici iracheni della Prima Guerra del Golfo, vincendo il premio Ophir dell’Accademia israeliana del cinema e il premio per il Miglior Documentario al Jerusalem Film Festival.
Nel 1996 lavora come scrittore e regista, con Ori Sivan, al lungometraggio Clara Hakedosha, che gli vale sei premi Ophir, tra cui quello di Miglior Film e Miglior Regista; inoltre, nello stesso anno ottiene il Premio Speciale della Giuria al Festival di Karlovy Vary e apre la sezione Panorama al Festival di Berlino.
Nel 2001 vince due premi Ophir grazie al suo lungometraggio Made in Israel, in qualità di scrittore e regista. Dal 2001 al 2004 scrive la serie televisiva BeTipul, di cui è stato realizzato un adattamento per HBO (In Treatment), serie vincitrice del Golden Globe.
Nel 2008 svolge il ruolo di scrittore, regista e produttore del lungometraggio Valzer con Bashir, un documentario animato. Vince il Golden Globe per il Miglior Film Straniero nel 2009. Nello stesso anno viene nominato per il premio Oscar e vince il premio come Miglior Regista Documentari alla Director Guild of America, sei premi Ophir, tra cui Miglior Film, Regista e Sceneggiatura, oltre ad altri 26 premi in tutto il mondo.
Nel 2013 dirige The Congress, un lungometraggio fantascientifico in tecnica mista live action e animazione, che ha per protagonisti Robin Wright e Harvey Keitel e vince il premio come Miglior Film d’Animazione agli European Film Awards (EFA).
Nel 2021 dirige il lungometraggio Anne Frank e il diario segreto, un adattamento animato del Diario di Anna Frank.