Né en Suisse, il fait ses études et ses débuts à Zürich, Paris et Berlin. En parallèle, il travaille comme photographe de théâtre et monte, dès 1996, des pièces de Beckett et de Botho Strauss, ainsi que des performances dans des galeries d’art. Il fait de l’assistanat au Theater Neumarkt à Zürich, chez Volker Hesse et Stephan Müller ainsi qu’auprès de Thomas Ostermeier à la Schaubühne de Berlin et, dès 2001, se concentre uniquement sur la mise en scène.

Depuis 2001, il a créé une cinquantaine de spectacles au Théâtre Vidy-Lausanne, à la Schaubühne de Berlin, aux théâtres de Carouge, de Bâle, de Stuttgart ou encore à la Comédie Française de Paris. Il explore aussi bien le répertoire classique que le domaine contemporain. On lui doit des mises en scène de pièces de David Greig, Kleist, Büchner, Lessing, Biljana Srbljanovic, Gerhild Steinbuch, Ivna Zic, Harold Pinter, Ibsen, Strindberg, Lukas Bärfuss et Feydeau, ainsi que plusieurs adaptations pour la scène de romans et de textes littéraires, notamment « Vorace » de Anne-Sylvie Sprenger, les romans de Gerhard Meier et « Le livre de l'intranquillité » de Fernando Pessoa. Après « Trois quartiers », une commande à Dominique Reymond dans le cadre des « sujets à vif ». Au Festival d’Avignon, il a continué à travailler sur les textes de Valérie Mréjen pour une forme plus vaste, « Rome-Nanterre », présentée au Théâtre de Vidy-Lausanne en décembre 2013.

Après « Mademoiselle Julie », créé en février 2015 au Théâtre de Carouge puis en tournée au Théâtre des Martyrs à Bruxelles en novembre 2017, Gian Manuel Rau a travaillé sur Lukas Bärfuss et a présenté, en automne 2015, le « Voyage d’Alice en Suisse » au théâtre du Grütli, à la Grange de Dorigny et au théâtre de l’Oriental. En parallèle et depuis plusieurs années, il travaille avec des musicien.ne.s, des danseur.euse.s et des créateur.trice.s visuel.le.s, il met en scène des créations de musique contemporaine et collabore, notamment, avec Ums‘n Jip, Beat Gysin ou encore Edward Rushton. Il a notamment mis en scène « Murmures », avec Kaori Ito, Roland Vouilloz et Yannick Barman (2015), « L’éloge de l’amertume » (2015) avec la pianiste Victoria Harmandjieva, collaboré à Eng, « Duster und Bang » avec Kiku & Blixa Bargeld & Black Cracker et créé « Il y pleut sans cesse » au Théâtre de l’Oriental en février 2018 avec « l’Ensemble Rue du Nord », une création musicale et scénique originale autour de Fernando Pessoa et du « Livre de l’intranquillité ».

A l’automne 2013, il fonde à la compagnie Camastral, soutenue par l’Association Le Roseau à Lausanne, qui produit le « Voyage d’Alice en Suisse » en 2015 et « Il y pleut sans cesse » en 2018. En 2019,  il crée « Schmürz » d'après « Erreur de construction » de Jean-Luc Lagarce et « Les Bâtisseurs d'empire ou le Schmürz » de Boris Vian, spectacle coproduit par la Comédie de Genève et la Grange de Dorigny-Lausanne.