Narodila se v Ankaře, ale vyrůstala ve velmi kosmopolitním prostředí mezi Francií, Tureckem a USA. Jako nadšená milovnice kinematografie po studiu literatury a africké historie v Johannesburgu vystudovala režii na La Fémis v Paříži. Její závěrečná práce, krátký film Bir Damla Su (Une goutte d'eau) byl uveden na festivalu Cinéfondation a vyhrál cenu Leopards of Tomorrow na festivalu v Locarnu. Devatenáctiminutový film, který začíná obrazem zahalené ženy vyfukující žvýkačkovou bublinu, vypráví příběh mladé turecké ženy (ztvárnila ji sama režisérka), která se bouří proti patriarchálním sklonům a autoritářství mužů ve své komunitě.

Po skončení studia na La Fémis vytvořila projekt debutového celovečerního snímku, odehrávajícího se v Los Angeles během nepokojů v roce 1992. Projekt nazvaný Kings byl vybrán Screenwriters Lab festivalu v Sundance, Deniz Gamze Erguvenová se však rozhodla nejprve natočit snímek Mustang, na kterém scenáristicky spolupracovala s Alice Winocourovou v roce 2012. Mustang je příběhem emancipace a silnou ženskou výpovědí o současném Turecku. Režisérka jej natočila v okolí vesnice Inebolu v severním Turecku, 600 km od Istanbulu.