Kai Maria Steinkühler wurde am 23. Oktober 1967 in Köln geboren. Dort studierte er Ägyptologie und Afrikanistik und war einige Jahre im Theaterbereich aktiv, so etwa in der Theatergruppe "Countercheck Quarrelsome" unter Leitung von Karin Beier. Anfang der 1990er Jahre begann er als Autor und Filmemacher tätig zu werden, wobei er von Beginn an ein festes Duo mit dem Autor und Filmemacher Markus Mischkowski bildete. Die beiden wurden Mitglieder des Kölner Filmclub 813 und zählen zur sogenannten "Kölner Gruppe", einem losen Zusammenschluss von Kölner Filmemachern, dem unter anderen auch Bernhard Marsch und Rainer Knepperges angehören.

1996 drehten Steinkühler und Mischkowski mit "Westend" den ersten Teil ihres "Kölner Westend-Zyklus", einer Reihe von kurzen, in schwarz-weiß gedrehten Spielfilmkomödien. Im Mittelpunkt stehen dabei stets die im Kölner Vorort Westend lebenden, arbeitslosen Kumpels Mike und Alfred, gespielt von Mischkowski und Steinkühler selbst. "Die Idee des Zyklus ist", so die beiden Filmemacher, "mit immer wiederkehrenden Figuren von Film zu Film einen eigenen filmischen Kosmos aufzubauen, der seiner eigenen Ästhetik folgt, seine eigene Sprache entwirft, seine eigenen Mythen erschafft."

Ihr Langfilmdebüt gaben Steinkühler und Mischkowski 2001 mit dem dritten Teil des Zyklus, den sie ebenfalls "Westend" betitelten. Er feierte im Oktober 2001 bei den Internationalen Hofer Filmtagen Premiere und lief danach auf Festivals unter anderem in Warschau und Rotterdam. Im Oktober 2003 startete "Westend" in den deutschen Kinos.

In den folgenden Jahren realisierte das Duo Steinkühler/Mischkowski eine Reihe kurzer Spiel- und Dokumentarfilme. Mit den Kurzfilmen "Wolga" (2003), "Waldmeister" (2007) und "Wellenreiter" (2010) setzten sie ihren "Westend-Zyklus" fort. In den Dokumentarfilmen "Warteschleifen" (2010), über die Arbeit in Callcentern, und "Wolkenheime" (2012), über das Thema Depressionen, entwickelten sie ein außergewöhnliches filmisches Konzept: Sie ließen Schauspieler in inszenierten Interviewsituationen Rollen spielen und recherchiertes Material vortragen, zugleich aber sollten sie in improvisierter Form persönliche Erlebnisse einfließen lassen.

Mit dem 25-minütigen Spielfilm "Wettbewerber" stellten die beiden bei den Oberhausener Kurzfilmtagen 2014 den siebten Teil ihres "Westend-Zyklus" vor. Im Jahr darauf feierte bei den Hofer Filmtagen der abendfüllende Kinospielfilm "Weiße Ritter" (2015) Premiere, der achte Teil des "Westend-Zyklus". Fast genau ein Jahr später, in Oktober 2016, startete "Weiße Ritter" regulär in den Kinos.

Im selben Jahr veröffentlichten Steinkühler und Mischkowski ihren Kurzfilm "Der Wechsel". Die sechsminütige Stummfilm-Hommage wurde mit dem Jury-Preis und 3. Publikumspreis beim exground Filmfest Wiesbaden sowie dem 1. Preis im NRW-Wettbewerb der Kurzfilmtage Oberhausen ausgezeichnet.

Neben seiner Arbeit als Filmemacher und Schauspieler war Steinkühler auch als Lektor und Schriftsteller tätig. Er ging mit verschiedenen Autoren regelmäßig auf szenische Lesereisen.

Kai Maria Steinkühler starb am 11. Januar 2021 im Alter von nur 53 Jahren in Köln.