Mamoru Hosoda est né le dans la ville de Kamiichi, dans la préfecture de Toyama. Après ses études à l'université des Arts de Kanazawa, il tente d'intégrer l'institut de formation du studio Ghibli mais est recalé. Il finit par intégrer le studio Toei Animation en 1991 où il fait ses premiers pas en tant qu'animateur. Il participe à de nombreuses séries phares du studio comme Dragon Ball Z (1993), Slam Dunk (1994-95) ou Sailor Moon (1996). Dans la deuxième moitié des années 1990, il signe de nombreux storyboards puis passe à la réalisation en 1999 avec le premier film dérivé de la saga Digimon Adventure. Il réalise le deuxième film dérivé en 2000 puis réalise des spots publicitaires en animation pour des grandes marques comme Louis Vuitton.
Un rapprochement manqué avec les studios Ghibli
Il est approché par Ghibli pour réaliser Le Château ambulant mais finalement, après mésentente, le projet n'aboutit pas. Il gardera de cet épisode des sentiments contrastés, reprochant aux studios Ghibli de ne pas laisser s'exprimer de sensibilité divergeant de celle de ses fondateurs[1]. En 2005, il retourne à la réalisation de long métrage avec le sixième film dérivé de la saga One Piece : Le Baron Omatsuri et l'Île aux secrets.
Cinq de ses films ont été couronnés par le Japan Academy Prize du meilleur film d'animation de l'année : La Traversée du temps, Summer Wars, Les Enfants loups, Ame et Yuki, Le Garçon et la Bête, et Miraï. La Traversée du temps, Summer Wars et Les Enfants loups, Ame et Yuki ont également reçu le prix Mainichi du meilleur film d'animation.