در نوجوانی به موسیقی علاقه‌مند شد و مدت کوتاهی در کلاس آموزش موسیقی شرکت کرد. نزد پدرش که موسیقی ایرانی را خوب می‌شناخت به نواختن سنتور پرداخت و بعد با موسیقی کلاسیک غربی آشنا شد. در هفده‌سالگی به سینما علاقه‌مند شد و برای درک بهتر فیلم‌های روز به آموختن زبان انگلیسی پرداخت. تحصیلات مقدماتی را در تهران به پایان برد و یک سال در هتل آتلانتیک مدیر شد و سپس بیست ساله بود که برای ادامه تحصیل به کالیفرنیا رفت. نخست به خواندن سینما روی آورد؛ اما خیلی زود سینما را رها کرد و به فلسفه پرداخت و در سال ۱۳۴۴ از دانشگاه یوسی‌ال‌ای لیسانس فلسفه گرفت. در همین سال سردبیری نشریه پارس ریویو در لس‌آنجلس را به‌عهده گرفت و سال بعد به تهران آمد و در سال ۱۳۴۶ نخستین فیلم خود به نام الماس ۳۳ را که فیلمی بسیار پرهزینه بود، ساخت. بعدها فیلم‌های گاو، هامون، ‌پری، لیلا، اجاره‌نشین‌ها، درخت گلابی، ‌میهمان مامان، سنتوری و... را ساخت.  خسرو شکیبایی گفته: «آن شب سرد زمستانی هرگز از خاطرم نمی‌رود. در کافه‌ای در مقابل سینما عصرجدید نشسته بودیم که بعدش برویم سینما! وقت جشنواره بود. از کافه که رفتیم بیرون ناگهان داریوش مهرجویی را در ورودی سینما دیدیم. همان جا در ازدحام مردم و صف و...مهرجویی برگشت به من گفت: «می‌توانم روی تو حساب کنم؟» خب منم گفتم: «حتما.» بعدش نفهمیدم چی شد! نه او درست می‌توانست حرف بزند، نه من درست می‌شنیدم و جواب می‌دادم! موج جمعیت ما را برداشته بود و با خود می‌برد.بعد تمام شب را درباره فیلم «سفر به سرزمین رمبو» حرف زدیم. آن موقع یک رنوی سبزرنگ داشتم که بعد از قدم زدن وقتی به خانه برگشتم تمام مدت را به کار فکر کردم و خب البته شروع کار ما به مهرجویی بود»

رضا کیانیان هم در خاطره جالبی در مقابل خاطره شکیبایی گفته: «سر تئاتر آقای سمندریان بودیم که آقای انتظامی کار ما را دیده بود. از سمندریان پرسیده بود این بازیگر کیه؟ که آقای سمندریان مرا معرفی کرده بود. آقای انتظامی هم مرا به آقای مهرجویی پیشنهاد کرده بود که نقشی را در فیلمش بازی کنم. من هم سر موقع رفتم به دفتری که گفته بودند. خیلی مشتاق بودم که بالاخره کارم گرفت و دیده شدم و کارم را با داریوش مهرجویی که آن زمان اسم درکرده بود، ‌شروع می‌کنم. به دفتر رسیدم کلی منتظر ماندم و هیچ‌کس هیچ چیزی نگفت. انتظار که طولانی شد به منشی آقای مهرجویی گفتم شما زنگ زدید گفتید بیا و حالا آمده‌ام؛ اما آدم‌ها می‌آیند و می‌روند و هیچ‌کسی چیزی به من نگفته! او هم نگاهی به لیستش انداخت و اسم مرا پرسید و گفت فعلا بشین! بعد از چند دقیقه مرا صدا کردند که بروم داخل اتاق! آقای مهرجویی داشت آدامس می‌جوید و پاهایش را انداخته بود روی میز! ‌یک جفت نیم‌بوت هم پوشیده بود و همان‌طور که آدامس می‌جوید گفت: چی می‌خوای؟ گفتم والا من هیچی شما گفتید بیا اینجا! گفت: توکی هستی؟ خود را معرفی کردم و گفتم آقای انتظامی سر تئاتر آقای سمندریان مرا به شما پیشنهاد کرده بود. آقای مهرجویی گفت: اون که قد بلند بود که، تو قد بلند نیستی که! گفتم خب آن تصویری که دارید به خاطر لباس و کفش و... داشتم حرف می‌زدم که خیلی بی رودربایستی که نچ! برو! نه نمیشه! نمی‌خواهیم!»