En 1983, alors qu’elle accompagne sa sœur à un casting, Sandrine Bonnaire est choisie par Maurice Pialat pour être l’héroïne du film auquel il songe depuis dix ans, A nos amours, portrait d’une ado éprise de liberté.

Par l’intensité qui se dégage de son jeu spontané, Sandrine Bonnaire fait, à 16 ans, une irruption spectaculaire dans le cinéma français, saluée par un César du Meilleur jeune espoir en 1984. La comédienne continue sa collaboration avec le cinéaste incarnant en 1987 Mouchette dans Sous le soleil de Satan, le film dont elle se dit le plus fière.

La jeune actrice trouve d’autres rôles très forts auprès de cinéastes exigeants : clocharde dans Sans toit ni loi d’Agnès Varda -composition qui lui vaut un César de la Meilleure actrice en 1986-, Captive du desert en 1989 pour Raymond Depardon, Jeanne d’Arc en 1992 chez Jacques Rivette (qu’elle retrouvera plus tard dans Secret défense), elle tourne également avec Claude Sautet (Quelques jours avec moi), Jacques Doillon, André Techiné et Patrice Leconte.

Le Prix d’interprétation qu’elle reçoit à Venise en 1995 pour sa stupéfiante composition de domestique analphabète dans La Cérémonie de Claude Chabrol (avec qui elle tournera aussi Au coeur du mensonge) est un nouveau témoignage de reconnaissance de la profession, mais Sandrine Bonnaire est toujours perçue par le grand public comme une égérie du cinéma d’auteur.

Elle s’oriente donc à la fin des années 1990 vers un cinéma plus accessible, avec la fresque Est-Ouest (1999), le mélo C’est la vie et Mademoiselle, la pétillante comédie de Philippe Lioret (qu’elle retrouvera sur L’Equipier) qui permet aux spectateurs de découvrir son lumineux sourire.

En 2007, la comédienne crée la surprise en passant derrière la caméra avec Elle s’appelle Sabine, un documentaire consacré à sa soeur autiste, chaleureusement accueilli lors de sa présentation à Cannes dans le cadre de la Quinzaine des Réalisateurs. Loin d’avoir abandonné sa carrière d’actrice, elle passera devant la caméra de Claude Lelouch en 2014 dans Salaud,on t'aime et plus récemment en 2024 dans Finalement. 

J’enrage de son absence est son deuxième long-métrage en tant que réalisatrice.

Sandrine Bonnaire continue son chemin au travers du cinéma français en collaborant notamment avec avec Audrey Diwan, Marie Castille Mention Schaar,Safy Nebbou, Pierre Jolivet ou encore Caroline Glorion.