Né en 1960 à Bucarest, il sort en 1984 de l’Académie de Théâtre et Cinéma. Il aime alors particulièrement les comédies américaines et italiennes des années 50 et 60.

Après avoir réalisé plusieurs courts-métrages et monté des spectacles de théâtre, Caranfil choisit de vivre en Occident, comme d’autres artistes roumains qui ont souffert de la censure.

Dans les premiers jours qui ont suivi la chute du régime Ceausescu, Nae Caranfil retourne au pays. Il devient l'une des figures de la place de l’Université, à Bucarest. Du haut d'un balcon, il harangue la foule des contestataires du régime néo-communiste d'Ion Iliescu, alors en train d’accaparer le pouvoir.

Son premier long métrage, Les Dimanches de permission, le révèle à Cannes en 1993, dans la section de La Quinzaine des Réalisateurs. Il y montre le service militaire d’un jeune Roumain sous la dictature de Ceausescu. En 1996, Asphalt Tango, avec Charlotte Rampling dans le rôle-titre, évoque la traite des femmes originaires de Roumanie, chassées du pays par la pauvreté.

En 1999, il trouve une coproduction franco-italienne pour Dolce farniente, une fresque historique où il suit le périple d'un certain Stendhal (interprété par François Cluzet) sur les routes de Toscane.  Trois ans plus tard, Nae Caranfil retourne aux sujets de la société contemporaine avec Philanthropique. Incursion dans l’univers de la mendicité organisée, dans les rues de Bucarest, le film est son plus grand succès de son auteur.

En 2007, il réalise un film d’époque, ambitieux et drôle, sur les débuts du cinématographe : Le Reste est silence.