Siendo niña, Virginie Ledoyen aparece en varios anuncios, especialmente para las marcas de Buitoni y Air Inter. A los diez años comenzó en el cine, en la película en una película italiana titulada 'Las hazañas de un joven Don Juan', pero fue en 1991 cuando obtuvo su primer gran papel en Francia para el filme 'Mima'. Dio el salto a Hollywood con 'La playa', junto a Leonardo DiCaprio. Ha rodado bajo las órdenes de grandes directores de su país como Olivier Assayas ('Finales de agosto, principios de septiembre') o François Ozon ('8 mujeres').