A soli 12 anni ha debuttato nel film "Martha" del 2005
È figlia di un insegnante di chitarra e di un'infermiera Adèle Exarchopoulos la giovane attrice francese nata a Parigi il 22 novembre del 1993.
Maggiore di tre fratelli, dice di essere stata avvicinata verso la recitazione dalla famiglia per superare le sue timidezze di bambina.
A soli 12 anni ha debuttato nel film Martha del 2005, mediometraggio di Jean-Charles Hue.
L'anno successivo ha proseguito la carriera in una serie televisiva dal titolo R.I.S. Police Scientifique.
Sempre nello stesso anno ha partecipato al film Boxes di Jane Birkin e nel 2007 è stata tra i protagonisti di I ragazzi di Timpelbach diretto da Nicolas Bary.
La sua carriera ha avuto un enorme passo avanti con l'interpretazione di Adèle nel film La vita di Adele di Abdellatif Kechiche, Palma d'Oro a Cannes nel 2013., che ha fatto conquistare ad Adèle Exarchopoulos il premio Cesar come miglior promessa femminile.
L'attrice francese sarà tra i protagonisti della nuova pellicola di Sean Penn, The Last Face.