Γεννημένος στο Ρεσίφε της Βραζιλίας, ο Kleber Mendonça Filho εργάστηκε ως υπεύθυνος προγραμματισμού κινηματογραφικών προβολών και κριτικός κινηματογράφου, ενώ παράλληλα δημιουργούσε βραβευμένες ταινίες μικρού μήκους.
Η πρώτη μεγάλου μήκους ταινία του, Neighboring Sounds, έκανε την παγκόσμια πρεμιέρα της στο Διεθνές Φεστιβάλ Κινηματογράφου του Ρότερνταμ το 2012 και αποτέλεσε την επίσημη συμμετοχή της Βραζιλίας στη διεκδίκηση μιας υποψηφιότητας για Όσκαρ. Οι New York Times την συμπεριέλαβαν στις δέκα καλύτερες ταινίες της χρονιάς.
Η δεύτερη μεγάλου μήκους ταινία του, Aquarius, με πρωταγωνίστρια τη Sonia Braga, συμμετείχε στο διαγωνιστικό τμήμα του 69ου Φεστιβάλ Κινηματογράφου των Καννών το 2016, προτού λάβει υποψηφιότητα για το βραβείο César και για το Independent Spirit Award.
Το 2019, η ταινία Bacurau, σε συν-σκηνοθεσία με τον Juliano Dornelles, συμμετείχε στο διαγωνιστικό τμήμα των Καννών και τιμήθηκε με το Βραβείο της Επιτροπής (Jury Prize).
Ο Kleber είναι επίσης υπεύθυνος προγραμματισμού κινηματογραφικών προβολών στο Instituto Moreira Salles στο Ρίο ντε Τζανέιρο και στο Σάο Πάολο, καθώς και καλλιτεχνικός διευθυντής του Janela Internacional de Cinema do Recife.