20 Aralık 1955 tarihinde Erzincan'da doğdu. İstanbul Teknik Üniversitesi Gemi İnşa ve Deniz Bilimleri Fakültesi'nden mezun oldu ve aynı bölümde yüksek lisans yaptı. 1978-1993 yılları arasında Türkiye Gemi Sanayi Genel Müdürlüğü ve Camialtı Tershanesinde çeşitli kademelerde yöneticilik yaptı. 1990-1991 yılları arasında İsveç'te bulunan Birleşmiş Milletler Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO) ne ait Dünya Denizcilik Üniversitesinde (WMU) Denizde Can ve Mal Güvenliği Yönetimi konusunda ihtisas eğitimi aldı. Bu eğitim sırasında toplam 6 ay İskandinav ülkeleri ve Avrupa'da çeşitli ülke limanlarında Denizcilik İdaresi Uzmanları ile birlikte kontrollerde bulundu. 1994-2000 yılları arasında İstanbul Büyükşehir Belediyesi Deniz Otobüsleri İşletmeleri (İDO) da Genel Müdürlüğü görevinde bulundu. Bu görevi sırasında İstanbul'da toplu taşımacılığın denize kaydırılması yönünde önemli projelere imza attı. Başta İstanbul-Yalova ve Bandırma hatlarının açılarak, Adnan Menderes ve Turgut Özal hızlı feribotlarının sefere konulması olmak üzere İstanbul'a kazandırılan toplam 29 iskele/terminal, 22 deniz otobüsü ve 4 feribotla IDO'yu alanında dünyanın en büyük şirketleri arasına soktu. 1999 yılında deniz toplu taşımacılığı ve turizme katkılarından dolayı uluslar arası "Skal" kulübü tarafından verilen kalite ödülüne layık görüldü. Halen uluslar arası denizlerde yolcu ve yük taşımacılığı ile denizcilik konularında danışmanlık yapan şirketinde çalışmalarını sürdürmektedir. Muhtelif sivil toplum kuruluşlarında üyeliklerin yanı sıra Piri Reis Denizcilik Vakfı ve Refahiye Kültür ve dayanışma Derneği Başkanlık görevini sürdürmektedir.

58 ve 59. Hükümetlerde Ulaştırma Bakanlığı yaptı. 60. Hükümet'te yeniden Ulaştırma Bakanı oldu.

3 Kasım 2002 genel seçiminde AK Partiİstanbul Milletvekili olarak parlamentoya girerek, 58. ve 59. AKParti hükümetlerinde Ulaştırma Bakanı olarak görev aldı.

22 Temmuz 2007 genel seçiminde AKParti Erzincan milletvekili seçildi ve 60. AK Parti hükümetinde Ulaştırma Bakanı olarak kabinedeki görevine devam etti.

12 Haziran 2011 genel seçiminde AKParti İzmir milletvekili seçildi ve 61. AK Parti hükümetinde Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanı olarak kabinedeki görevine devam etti.

Öncüllerinden farklı olarak, 11 yılüst üste görev olarak Türkiye Cumhuriyeti Devleti’nin en uzunsüreli görev yapan Ulaştırma Bakanı oldu.

Halen İsveç Malmö’de bulunan Dünya Denizcilik Üniversitesi ( WMU ) Yönetim Kurulu Üyeliği görevini sürdürmektedir. Dünya Denizcilik Üniversites,, Berlin Teknik Üniversitesi’nin de içinde bulunduğu çok sayıda üniversite tarafından kendisine Fahri Doktora ünvanı verildi.

Çeşitli Sivil Toplum Kuruluşlarının başkanlığını yürütmektedir.

2014 yerel seçimlerinde İzmir Büyüksehir Belediye Başkan adayı oldu. Cumhurbaşkanı Sayın Recep Tayyip Erdoğan'ın başdanışmanı olarak görev yaptı.

1 Kasım 2015 genel seçimlerinde yeniden milletvekili olarak seçildi ve Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanı olarak görev yaptı.

22 Mayıs 2016 tarihinde yapılan AK Parti 2. Olağanüstü Büyük Kongresinde Genel Başkan seçilmiştir ve Davutoğlu'nun istifasının ardından 65. Türkiye Hükûmeti'ni kurarak 24 Mayıs 2016 tarihinde Türkiye Cumhuriyeti'nin 27. Başbakanı oldu.

Evli ve 3 çocuk babası olan Binali Yıldırım, İngilizce ve Fransızca bilmektedir.