1959년 경기도 수원에서 태어났다. 경희대학교 물리학과를 졸업한 뒤 이봉원 감독의 연출부로 영화 현장을 익혔으며, 1989년 영화제작소 청기사그룹을 설립하고 <비오는 날 수채화>로 장편영화 감독에 데뷔했다.
이후 <가을여행>(1991), <비 오는 날 수채화2>(1993) 등을 연출했으며, 2001년 <엽기적인 그녀>로 국내를 넘어 아시아 관객들에게 이름을 알렸다. 이 작품으로 제39회 대종상영화제 각색상과 제13회 유바리국제판타스틱영화제 영판타스틱 대상을 수상하며 한국 로맨스 영화를 대표하는 감독으로 자리매김했다.
<클래식>(2003)은 곽재용 감독의 서정적인 영상미와 멜로 감각이 가장 아름답게 응축된 작품이다. 과거와 현재를 오가며 두 세대의 사랑을 교차시키는 이 영화는 첫사랑의 설렘과 상실을 섬세하게 엮어낸 멜로드라마로, 오늘날까지 한국 로맨스 영화의 대표작으로 회자된다. 특히 손예진, 조승우, 조인성 등 젊은 배우들의 빛나는 순간을 포착한 곽재용 감독 특유의 감각적인 연출과 서정적인 화면 구성을 선명하게 보여준 작품으로 평가받는다.
이후 <내 여자친구를 소개합니다>(2004), <싸이보그 그녀>(2009), <시간이탈자>(2015), <바람의 색>(2017), <해피 뉴 이어>(2021) 등을 선보이며 로맨스를 넘어 다양한 장르의 작업을 이어가고 있다.