Darren Aronofsky a toujours été passionné par le Septième art, et ce depuis son plus jeune âge. Il étudie le cinéma à l'Université d'Harvard. Son film de fin d'études, Supermarket Sweep (où joue déjà Sean Gullette), est salué, et termine en final du National Student Academy Award. Il ne tournera cependant son prochain long métrage que cinq and plus tard; ce sera Pi, un film qu'il a produit et scénarisé lui-même. Le film est encore une fois salué par les critiques.
En 2000, il sort son deuxième véritable film: Requiem for a dream. Le film est l'adaptation du roman choc d'Hubert Selby, Retour à Brooklyn. Malgré une faible diffusion en salles le film connaît un bouche à oreille avantageux, et installe le réalisateur.
Il faudra attendre six ans pour que Darren Aronofsky sorte son film suivant: The Fountain. Un film qui met en scène sa compagne Rachel Weisz, avec qui il a vécu de 2001 à 2010.
En 2008, il signe The Wrester, avec dans le premier rôle un Mickey Rourke qui fait son grand retour avec ce film. The Wrester sera le film de la consécration pour Darren Aronofsky, puisqu'il lui apportera un Lion d'Or au Festival de Venise, deux Golden Globes, ainsi que deux nominations aux Oscars.
 
Le cinéma de Darren Aronofsky est notable en partie par ses utilisations de plans ultra courts, avec des bruitages très marqués, ainsi qu'une caméra virtuose (paradoxalement, The Wrestler, son film le plus encensé, est au contraire très soft dans sa mise en scène). Résultat: des films reconnaissables au premier coup d'œil, aux images chocs, idéalement en phase avec les thèmes de ses films (c.f. Requiem for a dream, où image, son, et musique forment un tout cohérent, à tel point qu'il est difficile d'imaginer l'un sans l'autre).
Darren Aronofsky aime aussi s'entourer de fidèles collaborateurs, comme Clint Mansell à la musique, ou Sean Gullette ou Mark Margolis devant la caméra.