A studiat teatrul la Conservatorul Regal de Muzică și Teatru din București (1946), apoi arhitectura (1949).[12] A debutat ca actor în 1945, la Teatrul Mic în piesa Încătușarea, după piesa "Animal Kingdom" scrisă de Philip Barry; ulterior s-a alăturat echipei Teatrului Municipal din București, (mai târziu numit Teatrul "Bulandra"), unde a debutat ca regizor în 1957, punând în scenă Omul care aduce ploaia de Richard Nash. În 1961 a devenit celebru pentru o punere în scenă total originală a piesei Cum vă place a lui Shakespeare. A mai montat, printre altele: Opera de trei parale (Bertolt Brecht), O scrisoare pierdută (Ion Luca Caragiale), Azilul de noapte (Maxim Gorki), Leonce și Lena (Georg Büchner), Elisabeta I (Paul Foster).
A fost peste 10 ani director artistic al Teatrului Bulandra, între anii 1963 și 1974, de unde a fost îndepărtat de cenzura comunistă în urma scandalului cu premiera Revizorul, montată de Lucian Pintilie, care a fost interzisă de a mai fi reprezentată după doar câteva spectacole. Sub conducerea sa, Teatrul Bulandra devenise cea mai importantă instituție teatrală a vremii, nu doar în România, acolo lucrând practic în același timp, marii regizori de teatru David Esrig, Lucian Pintilie și Radu Penciulescu.
În perioada regimului comunist, Liviu Ciulei a fost urmărit și denunțat la Securitate de către Ion Besoiu[13] și a avut reclamații făcute de către Radu Beligan la aceeași instituție.[14][15] Liviu Ciulei a debutat în SUA în 1974, la Arena Stage din Washington D.C.[16]
Ca arhitect, în afara scenografiilor majorității pieselor regizate de el, Liviu Ciulei a contribuit la reconstrucția auditoriului Teatrului Bulandra, precum și a altor teatre, ca sălile Studio ale teatrelor din Târgu Mureș și Pitești.
A fost căsătorit cu marea actriță Clody Berthola[17], cu scenografa Ioana Gǎrdescu și cu jurnalista Helga Reiter. Fiul celei de-a treia soții (al unui scriitor din fosta RDG), regizorul Thomas Ciulei, a devenit fiul lui adoptiv.
Trupul său a fost incinerat.[18]
Ordinul Meritul Cultural clasa I (1971) „pentru merite deosebite în opera de construire a socialismului, cu prilejul aniversării a 50 de ani de la constituirea Partidului Comunist Român”[21]
^Decretul nr. 1017 din 6 noiembrie 1967 al Consiliului de Stat al Republicii Socialiste România privind conferirea de ordine și medalii unor actori, regizori, pictori scenografi și tehnicieni de scenă, publicat în Buletinul Oficial nr. 96 din 7 noiembrie 1967.
^Decretul nr. 138 din 20 aprilie 1971 al Consiliului de Stat al Republicii Socialiste România privind conferirea unor ordine ale Republicii Socialiste România, art. 4.