Отар Иоселиани родился 2 февраля 1934 года в Тифлисе (ныне Тбилиси), Грузинская ССР.
Учился на механико-математическом факультете МГУ. В 1965 году окончил режиссёрский факультет ВГИКа (мастерская А. Довженко).
В 1962 году Иоселиани поставил короткометражную ленту «Апрель», а в 1964 году снял документальный фильм «Чугун», показав в нём один день работы металлургического завода. Уже для этих фильмов был характерен оригинальный режиссёрский стиль, который ярко проявился в его первой полнометражной картине «Листопад» (1966), удостоенной в Каннах приза ФИПРЕССИ и приза Жоржа Садуля за лучший дебют. В 1971 году на экраны вышел фильм «Жил певчий дрозд», а в 1976 году режиссёр поставил «Пастораль», получившую приз ФИПРЕССИ на Берлинском фестивале.
С начала 1980-х годов Отар Иоселиани работает во Франции, там он снял несколько документальных и короткометражных картин: в 1984 году фильм «Фавориты луны», удостоенный на Венецианском кинофестивале Специального приза жюри. Этой же премией были отмечены ещё два фильма Иоселиани — «И стал свет» (1989) и «Разбойники. Глава VII» (1996). В 1999 году на экраны вышел фильм Отара Иоселиани, в котором он сыграл и одну из главных ролей — «Прощай, дом родной!» (в российском кинопрокате получивший название «Истина в вине»).
Член Союза кинематографистов России.
Лауреат Царскосельской художественной премии (2001).
В 2006 году позиционировал себя как глобалиста в кинематографе.
Отар Иоселиани о событиях военного конфликта России с Грузией 08.08.08:
По словам журналиста АиФ Алексея Попова, в одном из своих интервью режиссёр Отар Иоселиани отразил традицию «двухвековой грузинской русофобии», сказав следующее:
Однако в 2010 году Отар Иоселиани сообщил, что покажет свою картину в Москве, и обратился в Сбербанк России за безвозмездной финансовой помощью:
Короткометражные
Полнометражные