İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) Gemi İnşa ve Deniz Bilimleri Fakültesi'nden mezun oldu ve aynı bölümde yüksek lisans yaptı. 22. dönemde İstanbul, 23. dönemde Erzincan, 24 ve 26. dönemlerde İzmir milletvekili seçildi. 58, 59, 60, 61 ve 64. hükümetlerde Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanı olarak görev aldı. 22 Mayıs 2016'da yapılan olağanüstü kongrede AK Parti Genel Başkanı seçildi. 65. Hükümet'te Başbakanlık görevini üstlendi. 9 Temmuz 2018 tarihi itibarıyla sistemin son başbakanı olarak görevini tamamladı. 24 Haziran seçimleri sonrasında hayata geçen yeni sistemin ilk TBMM Başkanı seçildi. İngilizce ve Fransızca bilen Yıldırım, evli ve 3 çocuk babasıdır.