François Levanthal suit des cours d'art dramatique à la prestigieuse école de formation du Cours Simon, puis à partir de 1980 commence sa carrière professionnelle au théâtre, avant de passer au cinéma (avec en 1986 un rôle dans conseil de famille, de Costa-Gavras). A partir des années 90, il devient un second couteau pratiquement incontournable du Septième Art français, apparaissant dans un nombre élevé de productions de premier ordre.
 
Ses expériences artistiques lui ont fait rencontrer Mathieu Kassovitz et Vincent Cassel avec qui il est devenu ami.