Enfant de la balle, elle est la fille du réalisateur Pascal Bonitzer et de la scénariste Sophie Fillières
Dès son plus jeune âge, elle se tourne tout naturellement vers la comédie
À 8 ans, elle apparaît pour la première fois à l'écran dans Trois vies et une seule mort de Raul Ruiz (1996)
Après plusieurs apparitions, c'est son père qui lui permet de se faire remarquer avec un premier rôle important dans Le grand alibi (2008)
En 2012, elle apprend quelques bases d'hébreu pour son rôle dans Une bouteille à la mer
Habituée aux personnages rebelles et sarcastiques, on la retrouve en 2013 dans Au bout du conte, dans le rôle d'une ingénue qui croit dur comme fer au grand amour
Dès lors, elle tourne régulièrement pour le cinéma, et notamment en 2018 dans La Belle et la Belle, sous la direction de sa mère
Elle incarne l'un des personnages principaux de la série Netflix Osmosis en 2019