Benoît Magimel décroche son premier rôle au cinéma à l'âge de 14 ans pour La vie est un long fleuve tranquille d'Etienne Chatiliez. Cette première prestation le fait connaître du grand public. A seize ans, il met fin à ses études pour se consacrer pleinement au métier d'acteur.
En 1995, il joue pour Mathieu Kassovitz dans La Haine. En 1996, pour André Téchiné, il côtoie Catherine Deneuve et Daniel Auteuil dans les voleurs. Le film lui rapporte une nomination aux Césars. En 1998, il tourne Une minute de silence pour Florent Emilio Siri. Le réalisateur fera de nouveau appel à lui pour Nid de guêpes (2002) et L'Ennemi intime (2007). En 1998, c'est Olivier Dahan qui l'engage, pour Déjà mort, puis en 2004 pour les Rivières pourpres 2 : les anges de l'apocalypse. Claude Chabrol, quand à lui, le ferra jouer en 2003 dans La Fleur du mal, en 2004 dans La Demoiselle d'honneur, puis en 2007 dans La Fille coupée en deux.
Benoît Magimel cherche à multiplier les personnages et les types de films , jouant aussi bien un roi (Le Roi danse), un poète (Les Enfants du siècle), un pilote d'avion (les chevaliers du ciel), un policier (les Rivières pourpres 2 : les anges de l'apocalypse), un amant passionné (la pianiste, film pour lequel il est récompensé du prix d'interprétation masculine à Cannes en 2001),....
 
De 1999 à 2003, il vécut avec l'actrice Juliette Binoche