Après le baccalauréat, Romain Duris intègre une école de dessin. Repéré par Cédric Klapisch dans la rue en 1993, il se voit proposer un rôle dans sa chronique de jeunesse des années 1970 LE PÉRIL JEUNE (1994) avec Vincent Elbaz, Elodie Bouchez et Hélène De Fougerolles. Succès public et critique à la clé.

Jeune tête brûlée, il enchaîne les apparitions au cinéma et à la télévision, notamment chez une nouvelle génération de réalisateurs à l'univers fortement visuel et stylé, avec Olivier Dahan (FRÈRES, DÉJÀ MORT, LE PETIT POUCET, 1994-2001), Jan Kounen (DOBERMANN, 1997) ou Graham Guit (LES KIDNAPPEURS, 1998).

Il devient l'acteur fétiche de Klapisch, amoureux dans CHACUN CHERCHE SON CHAT (1996), père de Jean-Paul Belmondo dans PEUT-ÊTRE (1999), danseur condamné par la maladie dans la fresque chorale PARIS (2008) et étudiant devenu grand dans la trilogie à succès L'AUBERGE ESPAGNOLE (2002)-LES POUPÉES RUSSES (2005)-CASSE-TÊTE CHINOIS (2013).

Son registre s'élargit grâce à Tony Gatlif qui en fait le héros de ses voyages humains et bigarrés GADJO DILO (1998), JE SUIS NÉ D'UNE CIGOGNE (1999) et EXILS (2004) face à Rona Hartner et Lubna Azabal.

Christophe Honoré en fait son premier double à l'écran dans les intimistes, secs et lyriques 17 FOIS CÉCILE CASSARD (2002) avec Béatrice Dalle et DANS PARIS (2006) face à Louis Garrel qui prend la relève.

Il croise Isabelle Adjani dans ADOLPHE (Benoît Jacquot, 2002) et prend de l'étoffe et de la maturité en gentleman cambrioleur de la grosse production ARSÈNE LUPIN (Jean-Paul Salomé, 2004) avec Kristin Scott Thomas, et en MOLIÈRE pour Laurent Tirard (2007) face à Fabrice Luchini.

Son ami Raphael Fejtö l'embarque dans ses chroniques fantaisistes OSMOSE (2003) et L'ÂGE D'HOMME... MAINTENANT OU JAMAIS ! (2007), avec Clément Sibony et Aïssa Maïga.

La consécration arrive avec la trentaine en jeune héros tiraillé et amoureux des ombres de DE BATTRE MON CŒUR S'EST ARRÊTÉ de Jacques Audiard (2004), succès public et critique à la clé.

Il alterne dès lors les portraits d'hommes dont la vie bascule pour ET APRÈS (Gilles Bourdos), PERSÉCUTION (Patrice Chéreau) ou L'HOMME QUI VOULAIT VIVRE SA VIE (Eric Lartigau) (2008-2010)...

Et les séducteurs énergiques pour L'ARNACOEUR (Pascal Chaumeil) avec Vanessa Paradis, le Disney RAIPONCE (Nathan Greno & Byron Howard), POPULAIRE (Régis Roinsard) avec Déborah François et L'ÉCUME DES JOURS (Michel Gondry) avec Audrey Tautou (2010-2013).