De muy niño sintió pasión por las películas. A los 12 años sus padres le regalaron su primera cámara, una Pentax, con la que empezó a producir sus primeros cortos.
Además, a veces le mentía a su mamá y le decía que saldría con sus amigos cuando en realidad se iba solo al cine.
Estudió dos semestres en la Facultad de Filosofía y Letras de la UNAM, pero abandonó estos estudios, pues su sueño era convertirse en cineasta.
Estudió en el CUEC de 1980 a 1984, pero tampoco acabó la carrera. La leyenda urbana dice que fue expulsado de la institución por haber hecho un corto en inglés; en realidad, salió porque no veía la hora de ingresar a la industria fílmica.
Su primera película fue la comedia romántica Sólo con tu pareja, escrita por su hermano Carlos.
Esa película fue muy bien recibida en el Festival de cine de Toronto. De regreso, los Cuarón hicieron una escala en Los Ángeles… y ya no regresaron a México.
Luego de luchar para encontrar trabajo en EU y de incluso haber vivido en un coche, en 1995 Cuarón consiguió dirigir su primera película en lengua extranjera: La princesita.
El proyecto que lo catapultó a la fama fue la película Y tu mamá también (2001) con la que consiguió su primera nominación al Oscar: Mejor Guión Original.
Su primer premio de la Academia, Mejor Director, lo ganó 12 años después, en 2013, por el filme Gravity. Es el primer mexicano en ganar este reconocimiento.
Es ideático: no ha vuelto a ver Roma y según dijo al crítico cinematográfico Michel Simof, cuando termina una película, no la vuelve a ver, pues para él son como a una ex esposa con quien prefiere tener una relación distante.