大阪市出身。『幼な子われらに生まれ』(17年)で第41回モントリオール世界映画祭で審査員特別大賞、第41回山路ふみ子賞作品賞、第42回報知映画賞では監督賞を受賞など国内外で多数受賞。他の作品に『しあわせのパン』『繕い裁つ人』、フランス55館で公開された『Red』(20年)などがある。作品のほとんどが台湾・韓国でも公開。短編『よろこびのうたOde to Joy』『インペリアル大阪堂島出入橋』をオリジナル脚本で発表し、2022年5月イタリア各地で「三島有紀子の世界」が開催された。ドラマではWOWOW「硝子の葦」(原作・桜木紫乃)、NHKドラマ10「半径5メートル」(2021)など。小説「しあわせのパン」「ぶどうのなみだ」も上梓している。