Nata a Lilla e cresciuta a Villeneuve-d’Ascq nel Mélantois, Anaïs Demoustier trascorre l’adolescenza con i genitori, le sorelle Camille e Jeanne e il fratello e futuro regista Stéphane che le trasmette l’amore per il cinema. Nel 2003 ottiene la parte per Il tempo dei lupi di Michael Haneke, nel quale recita il ruolo di Eva accanto a Isabelle Huppert.
Dopo la maturità si trasferisce a Parigi, dove frequenta il corso di lettere e cinema all’Università Sorbonne Nouvelle che però abbandona dopo poco tempo. Nel 2008 compare in La Belle Personne di Christophe Honoré, che l’anno successivo la vuole anche per la produzione teatrale Angelo, tiranno di Padova che va in scena al Festival d’Avignone. Anaïs continua a lavorare sia nel cinema che in teatro e nel 2011 recita in Le Problème di François Bégaudeau, ricevendo una candidatura ai Premi Molière come miglior giovane talento femminile.
In questi anni arrivano altri riconoscimenti, tra cui lo Shooting Stars Award al Festival di Berlino 2010, il Premio Romy Schneider e il Prix Suzanne Bianchetti, oltre a due candidature al Premio César per la migliore promessa femminile: nel 2009 per Il viaggio di Jeanne di Anna Novion e nel 2011 per D’amour et d’eau fraîche di Isabelle Czajka. Nel 2012 riceve l’Étoile d’or come miglior rivelazione per Le nevi del Kilimangiaro di Robert Guédiguian e il premio come miglior attrice all’Eurasia International Film Festival per Elles di Małgorzata Szumowska. Lo stesso anno fa parte della giuria del Festival del cinema americano di Deauville.
Negli anni successivi continua a dividersi tra cinema, televisione e teatro, recitando con registi quali Bertrand Tavernier, François Ozon e Valérie Donzelli.
Filmografia
• Le Monde de Marty, regia di Denis Bardiau (2000)
• Il tempo dei lupi (Le Temps du loup), regia di Michael Haneke (2003)
• Barrage, regia di Raphaël Jacoulot (2006)
• L’Année suivante, regia di Isabelle Czajka (2006)
• Hellphone, regia di James Huth (2007)
• Le Prix à payer, regia di Alexandra Leclère (2007)
• Les Murs porteurs, regia di Cyril Gelblat (2007)
• La Belle Personne, regia di Christophe Honoré (2008)
• Il viaggio di Jeanne (Les Grandes Personnes), regia di Anna Novion (2008)
• Dammi la mano (Donne-moi la main), regia di Pascal-Alex Vincent (2008)
• Sois sage, regia di Juliette Garcias (2009)
• L’Enfance du mal, regia di Olivier Coussemacq (2010)
• Belle Épine, regia di Rebecca Zlotowski (2010)
• La Tête ailleurs, regia di Frédéric Pelle (2010)
• D’amour et d’eau fraîche, regia di Isabelle Czajka (2010)
• Le nevi del Kilimangiaro (Les Neiges du Kilimandjaro), regia di Robert Guédiguian (2011)
• L’Hiver dernier, regia di John Shank (2011)
• Elles, regia di Małgorzata Szumowska (2011)
• Thérèse Desqueyroux, regia di Claude Miller (2012)
• Quai d’Orsay, regia di Bertrand Tavernier (2013)
• Situation amoureuse: C’est compliqué, regia di Rodolphe Lauga e Manu Payet (2014)
• Bird People, regia di Pascale Ferran (2014)
• La Ritournelle, regia di Marc Fitoussi (2014)
• Au fil d’Ariane, regia di Robert Guédiguian (2014)
• Una nuova amica (Une nouvelle amie), regia di François Ozon (2014)
• Caprice, regia di Emmanuel Mouret (2015)
• À trois on y va, regia di Jérôme Bonnell (2015)
• Marguerite & Julien – La leggenda degli amanti impossibili, regia di Valérie Donzelli (2015)
• Quella peste di Sophie (Les Malheurs de Sophie), regia di Christophe Honoré (2016)
• Demain et tous les autres jours, regia di Noémie Lvovsky (2017)
• La casa sul mare (La Villa), regia di Robert Guédiguian (2017)
• Cornélius, le meunier hurlant, regia di Yann Le Quellec (2017)
• Au poste!, regia di Quentin Dupieux (2018)
• Sauver ou périr, regia di Frédéric Tellier (2018)
• Deux fils, regia di Félix Moati (2018)
• La fille au bracelet, regia di Stéphane Demoustier (2018)
• Il complicato mondo di Nathalie (Jalouse), di David Foenkinos e Stéphane Foenkinos (2017)
