Armel Hostiou étudie le cinéma à la Fémis, dont il est diplômé en 2003. Son film de fin d'études, SoloS, remporte différents prix dont celui du Best experimental film au International Student Film Festival de Tel Aviv en 2004[1].
Il réalise ensuite plusieurs courts-métrages, des vidéo clips pour des groupes français et américains (Babx, Poni Hoax, Bertrand Belin, Fantazio, Julien Ribot, Arlt, DM Stith...), des films expérimentaux et installations vidéo.
En 2008 il co-fonde la société de production Bocalupo Films[2] qui produit son premier long-métrage, Rives (film). Le film dessine un portrait de Paris, le temps d'une journée, à travers le parcours de trois de ses habitants. Présenté au festival de Cannes en 2011 dans la programmation Acid[3], il sort en salle en France le , distribué par Epicentre Films[4]. Le film reçoit le Curator's Choice lors de sa première à la BAM[5] Cinematek de New York lors du Young French Cinema Festival en 2012[6].
En 2013 il réalise un nouveau long-métrage, tourné à New York, Une histoire américaine (film). Dans le rôle principal Vincent Macaigne interprète un Français qui tente désespérément de reconquérir la femme qu'il aime, interprétée par Kate Moran. Le film sort en salle aux Etats-Unis et en France le , distribué par UFO Distribution[7].
En 2019, La Pyramide Invisible, son premier long-métrage documentaire, tourné en Bosnie-Herzégovine, est présenté en séance spéciale au Festival Cinéma du réel à Paris. En 2023 il présente au festival CPH:DOX un film tourné à Kinshasa, Le Vrai du faux (film, 2023), qui relate sa quête d'un usurpateur d'identité au Congo. Le film sort au cinéma en France le distribué par Météore Films[8]. Sélectionné dans de nombreux festivals à travers le monde, il reçoit le prix du public[9] au Sicila Queer Filmfest de Palerme en 2024.