Après avoir réalisé plusieurs courts-métrages,
François Dupeyron réunit pour son premier long métrage,
Drole D'Endroit Pour Une Rencontre deux des plus grandes vedettes du cinéma français, Catherine Deneuve et Gérard Depardieu. Il retrouve le monstre sacré du cinéma français pour
La Machine, en 1994. Son film
C'Est Quoi La Vie ? obtient le Prix du meilleur film et le Prix de la meilleure interprétation masculine pour Jacques Dufilho au Festival de San Sebastian 1999.
François Dupeyron est aussi scénariste de
Un Pont Entre Deux Rives de Gérard Depardieu et co-scénariste avec Jacques Fieschi de
Place Vendome de Nicole Garcia. Il retrouve Eric Caravaca pour
La Chambre Des Officiers, qui lui vaudra une sélection en compétition officielle au Festival de Cannes 2001 et une nomination comme meilleur réalisateur aux César 2002. En 2002, il s'attaque à l'oeuvre d'Eric-Emmanuel Schmitt,
Monsieur Ibrahim Et Les Fleurs Du Coran, dans lequel il dirige Omar Sharif, qui obtient le César du Meilleur Acteur.
En 2007,
François Dupeyron revient à la réalisation en 2007 avec
Aide-toi, Le Ciel T'Aidera et
Petits Secrets, puis travaille sur l’adaptation du best seller d’Anna Gavalda,
Ensemble, C'Est Tout, aux côtés de Claude Berri. Les deux hommes font à nouveau équipe en 2009 pour la réalisation de
Trésor, avec Alain Chabat.