Annesi ve babası aslen Mardinli olan Yıldırım, babasının öğretmenlik görevi nedeniyle 1979'da Konya'da doğdu. Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümünden sekizinci senesinde mezun oldu.
Tiyatro ve müziğe ilgi duyan Yıldırım, Yıldız Teknik Üniversitesi Oyuncuları'na (YÜO) katıldı ve 3 yıl amatör olarak tiyatroda oynadı. YÜO'daki arkadaşları aracılığıyla televizyon dünyasına giren Yıldırım'ın televizyonla ilk tanışmasını sağlayan, 2003 yılında "Ölümsüz Aşk" dizisinin bir bölümünde küçük bir rol alması oldu. Fakat dizi yalnızca 11 bölüm sürdü.
2004 yılında Bütün Çocuklarım dizisinde "Mesut" karakterini canlandıran Yıldırım, oyunculuğa Büyük Yalan dizisi ile devam etti.
2006 yılında ilk uzun soluklu çalışması olan Fırtına dizisinde başrol oynayarak ün kazandı. Aynı yıl sinemada Altın Portakal ödülüne aday olan Araf filmi ile ilk kez başrol oynadı.
Başrolünü paylaştığı Tuba Büyüküstün ile Asi dizisinde "Demir" karakterini oynadı.