Assistant de production sur MAN ON FIRE d'Elie Chouraqui (1987), Xavier Giannoli devient un réalisateur remarqué de courts métrages.

Il démarre ainsi son parcours avec les éclectiques LE CONDAMNÉ (1993) porté par Philippe Léotard et Christine Boisson et TERRE SAINTE (1994), description d'une galaxie singulière avec Jacques Bonnot, Howard Vernon et Jean-Christophe Bouvet.

La comédie J'AIME BEAUCOUP CE QUE VOUS FAITES (1995) filme une avant-première de film qui tourne au fiasco avec Sam Karmann, Mathilde Seigner et Jean-Marie Winling et DIALOGUE AU SOMMET (1996) est un huis clos drolatique en altitude entre un ouvrier et son patron, avec François Cluzet et Marc Citti.

Arrive L'INTERVIEW (1998) avec Mathieu Amalric, où la rencontre impossible d'un journaliste en quête d'entretien de l'été avec Ava Gardner. Le film emballe le Festival de Cannes et lance son auteur.

Toujours épaulé par son fidèle producteur et associé Edouard Weil (Elizabeth Films puis Rectangle Productions), il défend également DEMONLOVER (2002) et CLEAN (2004) d'Olivier Assayas.

Il aborde en parallèle le long métrage, sous le signe des ombres de la vie, pour LES CORPS IMPATIENTS (2003), chronique sur l'amour, le désir et la mort qui plane, entre une jeune malade (Laura Smet), son amoureux (Nicolas Duvauchelle) et une nouvelle venue (Marie Denarnaud).

Puis il retrouve l'acteur, qui suit cette fois une somnambule qui le fascine (Ludivine Sagnier), malgré sa dépendance à un autre homme (Bruno Todeschini), dans le sombre UNE AVENTURE (2005).

La rencontre est plus joyeuse dans QUAND J'ÉTAIS CHANTEUR (2006), ou comment un chanteur blasé de seconde zone (Gérard Depardieu) croise une jeune femme lumineuse (Cécile de France).

Il s'inspire d'un fait réel pour conter l'escroquerie d'un homme (François Cluzet) qui construit un autoroute avec la bénédiction d'une élue (Emmanuelle Devos), dans À L'ORIGINE (2009), avec aussi Gérard Depardieu, Vincent Rottiers et Soko.

Avec SUPERSTAR (2012), il filme enfin son ami de vingt ans Kad Merad au centre d'une fable sur un homme anonyme soudain jeté en pature de la célébrité minute grâce aux caméras et écrans omniprésents.