Nasceu em São Paulo e se formou em cinema pela FAAP. Diretor e roteirista, seu primeiro longa, "Os Famosos e os Duendes da Morte" (2009), exibido na 33ª Mostra, foi apresentado em festivais internacionais como os de Berlim e Locarno. Seu curta "Alguma Coisa Assim", dirigido em parceria com Mariana Bastos, ganhou o Prêmio de Melhor Roteiro na Semana da Crítica do Festival de Cannes em 2006 e foi transformado em um longa homônimo pela dupla em 2017. O curta-metragem "Saliva" (2007) também foi apresentado em Cannes. Esmir Filho criou, ainda, programas para a televisão, como "Tudo o que É Sólido Pode Derreter" (2009), e lançou a série "Boca a Boca" (2020), da Netflix.