Isild Le Besco fait ses premiers pas au cinéma à l'âge de 8 ans, dans
Lacenaire où elle partage un rôle avec sa sœur Maïwenn.
La réalisatrice Emmanuelle Bercot la choisit ensuite pour ses deux courts-métrages
Les vacances et
La puce, primés à de nombreux festivals.
Après cette expérience, elle obtient rapidement son premier rôle dans un long-métrage :
Les Filles Ne Savent Pas Nager d'Anne-Sophie Birot.
Elle rencontre ensuite Benoît Jacquot un réalisateur qui sera déterminant pour sa carrière. Il lui offre trois rôles, dont un dans
Sade qui lui vaut, en 2000, une nomination au César du Meilleur espoir féminin. En 2001, elle est de nouveau nominée aux Césars pour son interprétation de la petite amie d'un tueur dans
Roberto Succo.
Elle se lance dans la comédie en 2003, avec
Le Coût De La Vie de Philippe Le Guay, aux côtés de Vincent Lindon et Fabrice Luchini.
Elle retrouve Emmanuelle Bercot pour
Backstage, en 2004, et se lance, la même année, dans la réalisation, avec
Demi-tarif, un film tourné à hauteur d'enfants.
En 2005, Antoine Santana, un ancien assistant de Benoît Jacquot, la dirige dans
La Ravisseuse.
En 2006 elle tente l'expérience d'une dangereuse histoire d'amour et de passion, dans
Camping Sauvage aux côtés de Denis Lavant.
En 2006, elle remporte le Prix Marcello Mastroianni de la révélatio au 63ème Festival International Du Cinéma De Venise pour son rôle dans
L'Intouchable de Benoît Jacquot.
En 2007, elle joue dans
Enfances, où elle interprète la tante d'Orson Welles. L'année suivante, elle fait son apparition dans deux drames :
Je Te Mangerais et
The Good Heart de Dagur Kari.