La hija de un oficial de policía y una trabajadora social y la mediana de tres hermanos, Déborah François fue descubierta por los hermanos Dardenne en L'enfant en 2005 mientras ella estaba en la escuela secundaria. Entre las edades de 10 a 16 años François había tomado clases de actuación, pero no esperaba iniciar su carrera. L'enfant ganó la Palma de Oro en Cannes 2005 y François fue elogiada por su retrato sensible de Sonia, la joven madre de la película.



Déborah François regresó a Cannes en 2006 para la presentación de The Page Turner en la categoría Un Certain Regard. El director de la película, Denis Dercourt, que también es músico, comentó: "Yo solía enseñar música a niños prodigios, y Déborah me recuerda a esos, es un niño prodigio". En 2008 recibió un César por la actriz más prometedora por el primer día del resto de tu vida en el que interpretó a la hija adolescente de una familia.