20 Aralık 1955 tarihinde Erzincan’ın Refahiye ilçesinde doğdu. Üniversite eğitimini İstanbul Teknik Üniversitesi Deniz Fakültesi’nin Gemi İnşa bölümünde tamamlayan Binali Yıldırım, yüksek lisansını da yine bu bölümde yaptı. 1978 ile 1993 seneleri boyunca Camialtı Tersanesi ve Türkiye Gemi Sanayi Genel Müdürlüğü gibi kurumlarda önemli görevlerde bulundu.
Uluslararası Denizcilik Örgütü’ne bağlı Dünya Denizcilik Üniversitesi’nde, Denizde Can ve Mal Güvenliği Yönetimi eğitimi alan Yıldırım, 1994 ile 2000 seneleri arasında, İstanbul’un deniz ulaştırmacılığında önemli bel kemiklerinden biri olan İstanbul Deniz Otobüsleri İşletmeleri’nde Genel Müdürlük yaptı. Halkı karayolu taşımacılığından çok denizyolu taşımacılığına teşvik etmek konusunda önemli atılımlarda bulundu. Deniz ulaştırmacılığına yaptığı önemli katkılardan ötürü, 1999 yılında kalite ödülü kazandı.
İstanbul – Yalova ve İstanbul – Bandırma seferlerinin başlatılmasına, çeşitli hızlı feribotların halkın hizmetine sunulmasına ve çok sayıda iskelenin inşaa edilmesine öncülük etmiş ve kurumun en büyük ulaştırma şirketlerinden biri olmasında önemli rol oynamıştır.
58., 59. ve 60. hükümetlerin görev yaptığı dönemde Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanı görevinde bulunan Binali Yıldırım, 22. dönemde aday olduğu AKP’den İstanbul milletvekili, 23. dönemde ise Erzincan milletvekili seçildi. 22 Temmuz 2004 tarihinde görevde olduğu dönemde, Pamukova’da gerçekleşen tren kazansında çok sayıda yolcunun ölümü ve yaralanması üzerine kamuoyu tarafından istifaya davet edildiyse de sorumluluğu üzerine almayarak istifa çağrılarını yanıtsız bıraktı. Yine görevde olduğu dönemde dünyaca ünlü video paylaşım sitesi Youtube’nin Türk kullanıcıların erişimine kapanması yüzünden yoğun eleştirilere maruz kaldı.
Mayıs 2016’da Ahmed Davutoğulu’nun yerine Türkiye’nin 27. Başbakanı seçilmiştir. Başbakanlığının ilk zamanlarında 15 Temmuz Darbe Girişimi ile uğraşmıştır.
Fransızca ve İngilizce bilgisi olan Binali Yıldırım, Semiha Yıldırım ile evli olup, bu evlilikten üç çocuk sahibidir.