Keiichi Hara débute sa carrière au début des années 1980 en travaillant sur des animes jeunesse comme Doraemon et d'autres adaptations de Fujiko Fujio pour le studio Shin'Ei Animation. À partir de 1992, il devient réalisateur, storyboardeur et scénariste sur la série Crayon Shin-chan pendant douze ans, y compris sur les longs métrages, dont le film culte L'Empire contre-attaque. Il accède au rang de cinéaste auteur avec des œuvres originales comme Un été avec Coo (2007), suivi par Colorful (2010), drame consacré au suicide adolescent qui reçoit une distinction spéciale et le prix du public au Festival d'Annecy en 2011 ainsi que plusieurs prix de l'Académie du film japonais. Il réalise ensuite son premier film en prises de vues réelles, Hajimari no Michi, avant de revenir à l'animation avec Miss Hokusai (2015), adaptation du manga de Hinako Sugiura consacrée à la fille du peintre Hokusai, qui remporte le prix du jury à Annecy, trois récompenses au Festival Fantasia et le prix du meilleur film d'animation aux Mainichi Film Awards. Il signe par la suite Lonely Castle in the Mirror (2022). En 2018, il reçoit la médaille au ruban pourpre du gouvernement japonais pour l'ensemble de son œuvre.
Hara a développé son admiration pour le manga de Hinako Sugiura, dont il rêvait d'adapter l'œuvre depuis plus de vingt ans avant de réaliser Miss Hokusai ; il collabore de longue date avec la scénariste Miho Maruo, sa compagne, pour porter à l'écran cette œuvre au regard féminin affirmé.
Bien que ses œuvres personnelles intègrent souvent une dimension surnaturelle, Hara est salué pour ses représentations réalistes et non sentimentales de la vie japonaise, qu'il situe dans le Japon de l'époque d'Edo ou dans le Japon contemporain.
Colorful a reçu une distinction spéciale et le prix du public au Festival d'Annecy 2011. Miss Hokusai a remporté le prix du jury à Annecy en 2015, le prix du meilleur film d'animation aux Asia Pacific Screen Awards, ainsi que plusieurs récompenses aux festivals de Sitges et Fantasia.
Hara collabore de manière récurrente avec la scénariste Miho Maruo, qui a écrit Colorful et Miss Hokusai à ses côtés.
Son œuvre personnelle revient sur l'enfance et l'adolescence confrontées à la mort ou à la reconstruction de soi, ainsi que sur des figures féminines fortes évoluant dans l'ombre de personnages masculins célèbres.