Autodidatta in campo cinematografico, senza studi specialistici alle spalle, Beauvois ha iniziato la propria carriera nel 1986, ricoprendo il ruolo di assistente per Manoel de Oliveira sul set del film Mon cas e girando il cortometraggio Le matou, Premio della giuria al Festival di Lille. L'anno successivo è stato assistente di André Téchiné per Les Innocents.
Ha esordito alla regia di un lungometraggio nel 1991 con il parzialmente autobiografico Nord, di cui è stato anche autore e protagonista, ricevendo un'accoglienza critica positiva e raccogliendo svariati riconoscimenti: presentato in concorso al Montréal World Film Festival, il film ha vinto il Gran premio speciale della giuria, il premio per l'opera prima e il premio FIPRESCI; ha ottenuto anche due candidature agli European Film Awards 1992 (miglior film giovane e miglior attrice non protagonista) e altrettante ai Premi César 1993 (miglior opera prima e miglior promessa maschile).
Con il successivo Le Petit Lieutenant è tornato a Venezia, stavolta nella sezione Giornate degli Autori, dove ha ricevuto il premio Label Europa Cinemas per il miglior film europeo. Il film ha poi ottenuto cinque candidature ai Premi César 2006, compresa quella per il miglior film, e ha vinto il premio per la miglior attrice con Nathalie Baye.
Nel 2010 è tornato al Festival di Cannes, a distanza di quindici anni dalla prima volta, vincendo il Grand Prix Speciale della Giuria con Uomini di Dio (Des hommes et des dieux). Il film ha ottenuto un sorprendente successo di pubblico in patria, rimanendo in testa agli incassi per quattro settimane consecutive e raggiungendo i tre milioni di spettatori.[1]