Родился 20 декабря 1955 г. в районе Рефахие в провинции Эрзинджан (Турция).
Окончил магистратуру Стамбульского технического университета по специальности кораблестроение и океанотехника, там же работал в качестве ассистента на кафедре морского дела.
Получил дополнительное образование по специальности "управление безопасностью жизнедеятельности в море" во Всемирном морском университете (Швеция), действующем при Международной морской организации (ИМО). В ходе обучения в течение шести месяцев вместе с экспертами ИМО осуществлял контроль в портах различных европейских стран.
В 1978-1993 гг. занимал руководящие должности в генеральном управлении кораблестроения Турции.
В 1994-2000 гг. занимал должность главного управляющего в Стамбульской паромной корпорации (Istanbul Sea Buses Corporation). В этот период установил дружеские отношения с Реджепом Тайипом Эрдоганом, мэром Стамбула в 1994-1998 г. (2003-2014 гг. - премьер-министр, с 2014 г. - президент Турции). За годы нахождения Бинали Йылдырыма на посту главы корпорации сеть водного транспорта в Стамбуле значительно разрослась. Его вклад был оценен в 1999 г. премией международной туристической организации Skal International.
В 2001 г. вместе с Эрдоганом стал одним из основателей Партии справедливости и развития (ПСР).
С ноября 2002 г. является членом парламента от ПСР (2002-2007 гг. - от Стамбула, 2007-2011 гг. от г.Эрзинджан, с 2011 г. - от г.Измир).
В 2002-2013 гг. и 2015-2016 гг. - министр транспорта, мореходства и коммуникаций.
Среди крупных проектов, реализованных министерством транспорта во главе с Бинали Йылдыромом, - прокладка подводного железнодорожного тоннеля под проливом Босфор, соединившего европейскую и азиатскую части Стамбула; строительство третьего моста через Босфор (Мост Явуз Султан Селим) и моста через пролив Измит (один из самых длинных подвесных мостов в мире); прокладка 1200 км железнодорожных путей для высокоскоростных поездов и железной дороги Баку-Тбилиси-Карс. Кроме того, было начато строительство третьего аэропорта в Стамбуле, введено в эксплуатацию 24 тыс. км автодорог и завершен проект строительства автомагистрали вдоль турецкой части побережья Черного моря. Число активно использующихся аэропортов было увеличено с 26 в 2002 г. до 55 в 2015 г., их пассажиропоток увеличился с 34 до 182 млн человек.
В 2013 г. Бинали Йылдырым оказался замешанным в коррупционном скандале из-за большого числа тендеров, выигранных компаниями, связанными с членами его семьи.
На муниципальных выборах в марте 2014 г. баллотировался на пост мэра Измира, однако не смог одержать победу.
19 мая 2016 г. Бинали Йылдырым был выдвинут на пост председателя ПСР (5 мая стало известно о решении Ахмета Давутоглу, возглавлявшего партию с 2014 г., не выдвигать свою кандидатуру для переизбрания на очередном съезде).
22 мая 2016 г. на съезде ПСР Йылдырым был избран председателем партии, набрав 1405 из 1470 возможных голосов делегатов. В этот же день Реджеп Тайип Эрдоган поручил ему сформировать правительство.
24 мая 2016 г. Бинали Йылдырым вступил в должность премьер-министра Турции, возглавив 65-е правительство страны.
21 мая 2017 г. на внеочередном съезде Партии справедливости и развития сложил с себя полномочия председателя ПСР.
В ноябре 2017 г. стало известно, что двое сыновей Йылдырыма владеют офшорными компаниями, зарегистрированными на Мальте, что вызвало недовольство основной оппозиционной Народно-республиканской партии Турции. Руководство НРП потребовало отставки премьер-министра.
9 июля 2018 г. сложил с себя полномочия премьер-министра страны в связи с упразднением этого поста из-за перехода на президентскую форму правления.
12 июля 2018 г. избран спикером Великого национального собрания Турции (ВНСТ) большинством голосов депутатов парламента.
18 февраля 2019 г. объявил об отставке с поста председателя ВНСТ, чтобы участвовать в выборах мэра Стамбула в марте 2019 г. На них набрал 48,51% голосов и проиграл представителю Народно-республиканской партии Экрему Имамоглу, получившему 48,79%. Однако результаты были оспорены, что привело к повторным выборам, на которых Йылдырым вновь уступил, набрав 45% (Имамоглу - 54,2%).
Является членом совета наблюдателей Всемирного морского университета и членом консультативного совета Международного союза электросвязи (специализированное учреждение ООН).
Имеет степень почетного доктора Всемирного морского университета и Берлинского технического университета, а также ряда турецких вузов.
Владеет английским и французским языками.
Женат, имеет трех детей.