Enfant de la balle, Christophe Barratier est le fils d'Eva Simonet, ancienne actrice, et attachée de presse de cinéma, mais aussi le neveu de Jacques Perrin et le cousin de Mathieu Simonet. Il étudie la musique au Conservatoire et se consacre dans un premier temps à la guitare et aux arpèges.

Puis son oncle l'invite en 1991 à participer à l'aventure de sa société Galatée Films, et le jeune homme devient producteur pour les documentaires salués MICROCOSMOS de Claude Nuridsany et Marie Pérennou (1996), HIMALAYA, L'ENFANCE D'UN CHEF d'Eric Valli (1999) et LE PEUPLE MIGRATEUR de Jacques Perrin (2001), mais aussi pour des programmes télévisés comme « Les Ailes de la nature » de Jacques Cluzaud (2002) et « La Vie comme elle va » de Jean-Henri Meunier (2003).

La réalisation le titille, et il se lance avec le court métrage LES TOMBALES (2002), d'après une nouvelle de Maupassant, avec Lambert Wilson et déjà Kad Merad, avant de triompher avec son premier long métrage, LES CHORISTES (2004).

Cette chronique chorale et musicale sur l'enfance dans la France de 1949, adaptée de LA CAGE AUX ROSSIGNOLS de Jean Dréville (1945), parcourt le monde et réunit Gérard Jugnot, François Berléand, Kad Merad et le jeune Jean-Baptiste Maunier.

Il est de retour en 2008 avec FAUBOURG 36, nouvelle fiction dans une France rétro marquée par la musique, autour des aléas d'un music-hall parisien dans le Paris de 1936. Il retrouve Jugnot et Merad, et convie à son univers Clovis Cornillac, Pierre Richard et la jeune Nora Arnezeder.

Puis il adapte le roman le plus célèbre de Louis Pergaud et remonte à 1944 pour LA NOUVELLE GUERRE DES BOUTONS (2011) ou les chroniques drolatiques de gamins de villages voisins de la France profonde qui s'affrontent sans merci. Les acteurs en herbe méconnus font face aux adultes vedettes Merad, Jugnot, Guillaume Canet, François Morel et Laetitia Casta.

Christophe Barratier apparaît également comme acteur dans un petit rôle de LA DILETTANTE de Pascal Thomas (1999).