François-Xavier Demaison ist der Sohn zweier Rechtsanwälte. Auch sein jüngerer Bruder und seine beiden jüngeren Schwestern arbeiten im Justizsystem. Er studierte Schauspiel an der renommierten Filmhochschule Cours Florent und brach seine Künstlerkarriere zu Gunsten eines Abschlusses in Jura und Politik am Institut d’études politiques de Paris ab. Er bekam einen Job bei Landwell &amp; Associés, einer Kanzlei von PricewaterhouseCoopers, als Wirtschaftsprüfer und arbeitete fortan in New York City. Die Terroranschläge am 11. September 2001 erlebte er aus seinem Büro in Manhattan, wobei die Erlebnisse so einschneidend für ihn waren, dass er sich entschied, sich von seiner Frau zu trennen und fortan nur noch als Schauspieler zu leben. Er spielte fortan Theater und hatte kleinere Nebenrollen, bevor er in der 2007 erschienenen und von Gérard Krawczyk inszenierten Krimi-Komödie "L'Auberge rouge – Mord inklusive" an der Seite von Christian Clavier, Josiane Balasko und Gérard Jugnot auf der Leinwand debütierte. Für seine Darstellung des Coluche in der Filmbiografie "Coluche, l'histoire d'un mec" wurde er bei der Verleihung des französischen Filmpreises César 2009 als Bester Hauptdarsteller nominiert.