Son père, fils de cultivateur était un ancien instituteur devenu inspecteur d'école primaire.
Rescapé des camps de travail des khmers rouges dans lesquels il perdit ses parents et une partie de sa famille, Rithy Panh rejoint en 1979 le camp de Mairut en Thaïlande puis arrive en France en 1980.
Après une période où il essaye de rejeter tout ce qui pourrait lui rappeler le cauchemar dont il vient de sortir, jusqu'à la langue khmère, il décide de se consacrer à un travail de mémoire à travers le cinéma. Il abandonne alors ses études de menuiserie et entre à l'IDHEC dont Il sort diplômé en 1985.
Son premier documentaire, Site 2, traite déjà du Cambodge, et plus particulièrement des camps de réfugiés en Thaïlande. Le succès de cette première oeuvre lui ouvre les portes de certains commanditaires au rang desquels on retrouve la chaîne de télévision franco allemande Arte et le groupe français Canal+.
Après d'autres documentaires, eux aussi pour la plupart consacrés à son pays d'origine, il se fera connaître d'un public averti grâce aux gens de la rizière, son premier long métrage de fiction. Ce sera aussi le premier film cambodgien jamais présenté au festival de Cannes et il concourra pour la palme d'or.
En 1995, il est nommé coresponsable de l'Atelier Varan au Cambodge en vue de former de jeunes cinéastes aux documentaires.
Suivront de nouvelles oeuvres qui toutes ont pour toile de fond un Cambodge qui a du mal à panser ses plaies et où Rithy Panh démontre son talent à immortaliser des tranches de vies dans lesquelles les protagonistes donnent l'impression de se livrer tout en oubliant la caméra.
Une nouvelle étape dans la notoriété sera franchie avec la sortie, en 2002 de S21, la machine de mort Khmère rouge qui est présenté hors compétition au festival de Cannes et qui traite du devoir de mémoire à une époque où le processus de mise en place des chambres extraordinaires au sein des tribunaux cambodgiens est enlisé dans des querelles picrocholines entre le gouvernement cambodgien et l'
Organisation des Nations unies,,.
Suivront Les Artistes du théâtre brûlé, un documentaire lui aussi présenté hors compétition à Cannes qui traite de la difficulté qu'ont les artistes pour trouver leur place dans la société cambodgienne d'aujourd'hui, puis
Le papier ne peut pas envelopper la braise, qui montre le sort cruel des prostituées de Phnom Penh avant de se lancer dans un nouveau genre, à savoir l'adaptation du roman de
Marguerite Duras, Un barrage contre le Pacifique avec notamment
Isabelle Huppert .
Parallèlement à ses films, Rithy Panh a initié la création d'un "Centre de Ressources Audiovisuelles du Cambodge", qui a été inauguré le 4 décembre 2006 et qui permettra au public cambodgien de consulter les archives collectées sur le Cambodge aux formats vidéo, audio ou photographique. Le Centre a été nommé Bophana en hommage à l'héroïne du film éponyme de Rithy Panh.