Après l'école du Théâtre national de Chaillot, Ali Esmili intègre l'École Nationale Supérieure des Arts et Techniques du Théâtre (ENSATT) à Lyon. Puis, il rejoint la troupe de comédiens permanents de la Comédie de Valence. Il travaille notamment avec Philippe Delaigue, Christian Schiaretti, Jean Claude Durand, Pierre Vial , Christophe Perton, Jean-Louis Hourdin, Anne Bisang, Yann-Joël Collin... Récemment il joue pour Myriam Marzouki et Mounya Boudiaf. Il joue dans Littoral de Wajdi Mouawad au Théâtre du Peuple. Au festival d'Avignon, on peut le voir dans Mimoun et Zatopek dirigé par Vincent Farasse.

Au cinéma, Ali Esmili joue dans différents films au Maroc,  il tient le rôle principal dans La cinquième corde de Selma Bargach,  et tourne avec Mohamed Nadif.  En France on peux le voir dans Nous trois ou rien de Kheiron. 

Il fonde, par ailleurs, le Collectif des Trois Mulets, collectif d’acteurs franco maghrébins qui travaille autour d’écritures francophones du pourtour méditerranéen, et s'interroge sur des problématiques d'identité, d'exil, et de liberté.

Il réalise son premier court métrage Frontières, puis Yasmina, tout deux primés dans de nombreux festivals. Le long-métrage est en cours d'écriture...