После окончания школы, Йылдырым служил в Стамбуле генеральным директором быстроходных паромов (the Istanbul Fast Ferries Company (IDO)). В 1999 году он был награжден медалью за вклад в модернизацию морского транспорта и туризма. Был отстранен от должности преемником Эрдогана, мэром Али (Ali Müfit Gürtuna), будучи обвиненым в приеме на работу близких родственников.
В качестве директора IDO, Йылдырым установил тесные отношения с Реджепом Тайипом Эрдоганом, который служил в качестве мэра Стамбула с 1994 по 1998 год. Когда последний создал новую умеренную консервативную демократическую политическую партию в августе 2001 года, Йылдырым присоединился к Эрдогану и стал членом - учредителем партии справедливости и развития (AK Party).
Избран в качестве члена парламента от первого избирательного округа Стамбула в 2002 году. В 2007 году он был вновь избран в качестве депутата от своей родной провинции Эрзинджан (Erzincan). В 2011 Йылдырым был избран третий раз подряд из Измира от второго избирательного округа.
С ноября 2002 года по ноябрь 2011 года Йылдырым служил в качестве министра транспорта. В ноябре 2011 года должности морских коммуникации и связи были объединены с Министерством транспорта и Йылдырым став первым министром транспорта, морских коммуникаций и связи.
На своем личном сайте, Йылдырым заявил, что за период его работы на посту министра было построено более 17500 километров новых автомагистралей, 29 новых аэропортов и 1213 километров высокоскоростных железных дорог.
В качестве министра по связи, Йылдырым отвечал за государственную цензуру в интернете.
В 2013 году был обвинен государственной коррупции и был снят с должности министра, и тут же был назначен советником лидера партии ПСР Реджеп Тайип Эрдогана. А в 2014 году после избрания Реджеп Тайип Эрдогана президентом Турции назначен специальным советником президента.
Йылдырым абсолютно лоялен Эрдогану, в отличие от Давутоглу (предыдущий премьер-министр). 22 мая 2016 года на 2-м внеочередном съезде партии справедливости и развития был избран в качестве лидера партии. Выступая на съезде партии он призвал к созданию новой конституции. Эрдоган стал президентом Турции в 2014 году на прямых всенародных выборах, ранее президенты избирались парламентом. Сейчас Турция парламентская Республика, но стремительно движется к президентской.
24.05.2016 Бинали Йлдырым назначен премьер-министром Турции.
Йылдырым стал первым премьер Турции за последние 20 лет, пришедшим с инженерным образованием. Ранее премьер-министр из машиностроения был Эрбакан , который занимал пост премьер-министра с 1996 по 1997 год.