Im Jahr 2000 verfasste Xavier Beauvois zusammen mit Cédric Anger und Catherine Breillat das Skript zu seinem dritten Spielfilm, in dem er darauf verzichtete, auch vor der Kamera zu agieren. "Die Frau des Chefs" handelt von dem normannischen Fabrikarbeiter Matthieu, dessen Vater Selbstmord begeht, nachdem dieser seinen Job verloren hat. Fest von dem Wunsch beseelt, Rache zu üben, geht "Matthieu" eine Affäre mit der Frau seines Chefs ein, um diesen bloßzustellen. Das Drama mit Benoît Magimel und Nathalie Baye in den Hauptrollen war im selben Jahr bei den Filmfestspielen von Venedig für den Goldenen Löwen nominiert. Der Regisseur setzte Baye fünf Jahre später für sein nächstes Filmprojekt "Eine fatale Entscheidung" erneut ein. Ihr zur Seite standen Jalil Lespert sowie Roschdy Zem und Antoine Chappey, die für Beauvois' "Vergiß nicht, daß du sterben mußt" bzw. "Die Frau des Chefs" vor der Kamera gestanden hatten. Für die Geschichte um eine alkoholkranke Pariser Kriminalbeamtin (Nathalie Baye), die sich eines unerfahrenen Polizeirekruten (Jalil Lespert) annimmt, begleitete Beauvois mehrere Monate lang einen Polizeihauptmann bei der Kriminalpolizei. Der Fleiß des Regisseurs trug Früchte; das Werk stellt den bisher größten Erfolg in Beauvois' Karriere dar. "Eine fatale Entscheidung" wurde von den Kritik als realistischer Polizei-Thriller hochgelobt und bei der César-Verleihung 2006 für fünf Preise nominiert. Beauvois' vierter Langspielfilm konnte sich jedoch nicht in den wichtigen Kategorien Bester Film und Regie gegen Jacques Audiards Drama "Der wilde Schlag meines Herzens" durchsetzen; nur Nathalie Bayes Schauspielleistung wurde mit dem Preis für die beste Hauptdarstellerin belohnt.