مادر وی خانه‌دار بود و پدرش سمت صفحه‌آرا در یک چاپخانه را داشت و دومین فرزند ذکور خانواده بود.
شوق نمایشنامه‌نویسی پای او را به تماشاخانه‌های لاله‌زار باز کرد و در آن جا مسحور بازی هنرمندانه جعفر توکل شد و آروز می‌کرد روزی برسد که توکل در نمایشی به کارگردانی خود او بازی کند.
از همان ایام، حاتمی تصمیم می‌گیرد روی مایه‌هایی از داستان‌های ملی و ایرانی کار کند. موقعی که در کلاس نهم تحصیل می‌کرد برای آموختن اصول اولیه نمایشنامه‌نویسی به هنرستان هنرپیشگی تهران می‌‌رفت؛ پس از آن به هنرستان آزاد هنرهای دراماتیک رفت.
سختگیری مهدی نامور رییس هنرستان نسبت به نمایشنامه‌هایی که هنرجویان نوآموز می‌نوشتند تا در سالن هنرستان اجرا شود، حاتمی را بر آن می‌دارد که در فراگیری فنون و شگردهای نمایشنامه نویسی، به ویژه گفت و گو پردازی حساسیت و کوشایی از خود نشان دهد.
حاتمی نخستین نمایشنامه‌اش را با عنوان دیب (دیو) نوشت و در اردیبهشت ماه 1344 با حضور کودکان در تالار نمایش هنرهای دراماتیک به مدت 3 شب اجرا کرد.
در سال 1345 نمایشنامه مدرنی با عنوان آدم و حوا یا برج زهر مار را می‌نویسد که تحولی در کار او محسوب می‌شود و همین نمایش موجب آشنایی او با مسئولان تلویزیون می‌گردد که در آن ایام در کار جذب افراد مستعد بودند.
نخستین فیلمنامه کاملی که ارایه می‌کند شب جمعه (1346) نام دارد که به صورت یک فیلم کوتاه درمی‌آید.
سال 1348 کیمیایی و مهرجویی و تقوایی فیلم‌های قیصر، گاو و آرامش را می‌سازند و حاتمی در تدارک ساختن حسن‌کچل است.
هدف مشترک این فیلمسازان دوری جستن از بازار فیلم‌فارسی بود.
علی حاتمی به صورت جدی وارد فعالیت‌های سینمایی شد و در سال 1375 هنگام ساخت فیلم جهان پهلوان تختی به علت بیماری دارفانی را وداع گفت.
آثار علی حاتمی:
- حسن کچل (1348)
- طوقی (1349)
- باباشمل (1350)
- قلندر (1351)
- خواستگار (1352)
- ستارخان (1353)
- مجموعه تلویزیونی مثنوی مولوی (1354)
- سلطان صاحبقران (1355)
- سوته‌دلان (1356)
- هزاردستان (1358)
- حاجی واشنگتن (1361)
- کمال‌الملک (1363)
- مادر (1368)
- دلشدگان (1371)
- جهان‌پهلوان تختی (1375) که پس از مرگ حاتمی به کارگردانی بهروز افخمی ادامه یافت
