Winocour studierte zunächst Jura, bevor sie an die Filmhochschule La fémis ging, wo sie Filmproduktion und Drehbuch studierte. Ihr Filmdebüt wurde 2003 der Kurzfilm "Orphée" von Kamen Kalew; sie schrieb mit Kalew das Drehbuch und trat als Schauspielerin in Erscheinung. Drei weitere Kurzfilme folgten, wobei sie stets Regie führte und das Drehbuch schrieb. Ihr Regiedebüt "Kitchen" wurde 2005 auf den Internationalen Filmfestspielen von Cannes für eine Goldene Palme als bester Kurzfilm nominiert.