Romain Duris ne se destinait pas à une carrière de comédien. Alors qu’il est étudiant en arts appliqués, en 1993, il participe à un casting, sans aucune ambition. Cédric Klapisch l’enrôle aussitôt, pour jouer dans le Péril jeune, aux côtés des autres débutants que sont alors Vincent Elbaz et Hélène de Fougerolles. Son look d’ado charmeur et son enthousiasme lui attire les faveurs du public mais aussi celles des jeunes cinéastes.
Il joue pour Olivier Dahan dans Frères et Déjà mort puis pour Jan Kounen dans Doberman (1996). Il retrouve Klapisch dans Chacun cherche son chat (1995) et Peut-être une fiction d’anticipation où il a pour fils Jean-Paul Belmondo.
Sa rencontre avec Tony Gatlif en 1997 le mène jusqu’en Roumanie pour les besoins de Gadjo Dilo mais elle lui offre surtout l’opportunité de montrer l’étendue de son talent dans un rôle de composition. L’expérience est plus que probante, l’acteur et le réalisateur tournent à nouveau ensemble un an plus tard dans le conte poétique Je suis né d’une Cigogne.
En 2002, le gros succès commercial de la comédie l’Auberge espagnole confirme Duris comme une valeur sûre de la jeune garde d’acteurs français et impose irrémédiablement son visage auprès du grand public. L’acteur tourne depuis dans près de trois films par an, dont un certain nombre de grosses productions où il tient le haut de l’affiche : Adolphe (2002), Arsène Lupin (2004), les Poupées russes (2005)… Sa performance dans le puissant De battre mon Cœur s’est arrêté (Audiard, 2005) a été unanimement saluée par la critique et a prouvé s’il en était encore besoin l’immense talent de ce jeune acteur.
Fort de ce César, il rejoint le casting de Dans Paris, pour lequel il incarne un trentenaire dépressif. Toujours en 2007, il prend les traits de Jean-Baptiste Poquelin dans le film Molière, puis renoue avec l'image de trentenaire désinvolte dans l'Age d'homme ... Maintenant ou jamais. L'année suivante, il retrouve Klapisch dans le film choral Paris, où il incarne un jeune homme atteint d'une maladie du coeur.