周防正行在立教大学就读期间,因参加了莲实重彦的电影课程从而大受影响,开始对电影产生兴趣。后来周防正行结识了立教大学电影制作小组的成员如黑泽清,万田邦敏等人。毕业后,周防正行在高桥伴明,若松孝二,井筒和幸等人的作品中担任副导一职。
1984年,周防正行描摹小津安二郎的电影并拍摄喜剧片《变态家族》,这是他自己执导的第一部电影。1989年,周防正行拍摄了以和尚为主题的喜剧片《五个光头少年》,该片由本木雅弘,竹中直人,铃木保奈美联袂主演,讲述少年僧人生活与修行的故事。1992年,拍摄由本木雅弘,竹中直人合作主演的喜剧片《五个相扑的少年》,该片获得第16届日本电影学院奖的最佳影片,最佳男主角,最佳男配角,最佳导演和最佳剧本5项大奖,后以《大相扑》为名在中国公映,并由八一电影制片厂进行了国语配音。1996年,执导了由役所广司主演的喜剧片《谈谈情,跳跳舞》,该片描绘了一个正值“中年危机”的公司职员学习交谊舞的生动故事,获得了日本电影学院奖的14个奖项和美国广电影评人协会颁发的最佳外语电影奖,同时影片也被《电影旬报》选为日本世纪百部最佳。2001年9月,出版了一本《Shallwedance?》的书。2006年,周防正行时隔十一年后推出回归之作《即使那样,我也没做过》,获得日本电影旬报2007年度最佳日本电影奖,同时周防正行还获得了第31届日本电影学院奖最佳导演及最佳编剧奖。2011年,拍摄由草刈民代主演的歌舞纪录片《跳舞的卓别林》,该片从同名芭蕾舞剧中选出的十三段舞构成了一个模糊而完整的故事。2012年,执导由草刈民代主演的歌舞片《草刈民代最后的芭蕾舞》。同年,执导根据现役律师朔立木的同名小说改编的剧情片《临终的信托》,该片由草刈民代,役所广司携手主演,获得2012年日本电影旬报十佳影片第四名。2014年,拍摄由上白石萌音,长谷川博己,富司纯子领衔主演的喜剧歌舞片《窈窕舞妓》,该片讲述了说着一口流利“京都方言”的出色舞妓的成长故事。
1996年3月9日,周防正行与日本芭蕾舞演员草刈民代拍摄完成喜剧片《谈谈情,跳跳舞》之后结婚。
从那部更多人熟悉的《谈谈情,跳跳舞》中,我们可以看到周防正行对演员表演的把握。周防正行广泛吸纳新的社会现象从而放入到自己影片的能力是不能小看的,他并不是一位成功的作家导演或者作者导演,但却是一个习惯摸索现象与心理的导演。这恐怕也是周防正行可以长久立足在日本电影界的重要原因。