Fils cadet d'une épicière et d'un routier (décédé alors qu'il était jeune) il fait ses études chez les Jésuites à l'internat de Godinne puis, à 17 ans, quitte le domicile familial pour suivre des cours d'arts appliqués à l'ICT Félicien Rops à Namur où il rencontre Rémy Belvaux. Il se passionne pour le théâtre et se fait remarquer grâce à ses interprétations atypiques. Destiné à une carrière de dessinateur, il pratique également une seconde activité : la photographie. Durant ses études de graphisme à l'ERG, Bruxelles, Benoît se lie également d'amitié avec André Bonzel et, avec Rémy Belvaux, ils réalisent
Pas de C4 pour Daniel Daniel. Quatre ans plus tard, en 1992, le trio récidive, mais avec un coup de maître, en réalisant le long métrage : C'est arrivé près de chez vous. Inspiré de la célèbre émission belge Strip-Tease, mélangeant cynisme, humour et drame, réalisé avec relativement peu de moyens, il obtient rapidement un succès retentissant qui le propulsera au rang de film culte. Ensuite, Poelvoorde passe au café-théâtre en jouant Modèle déposé de Bruno Belvaux, frère de Rémy Belvaux, puis se met au service du petit écran avec deux projets humoristiques : Jamais au grand jamais (série de sketches diffusés en 1996) et les célèbres Carnets de Monsieur Manatane, diffusés sur Canal+.
Il enchaîne une série de films à partir de 1997 et rencontre le succès auprès d'un large public grâce notamment à ses interprétations dans
Les Randonneurs,
Le Boulet et
Podium. En 2001, il réussit à mettre à l'écran, avec
Philippe Harel, un film à la fois drôle et émouvant sur une de ses passions qu'est le cyclisme dans Le Vélo de Ghislain Lambert ; en 2002, Benoît Poelvoorde se voit attribuer le Prix Jean-Gabin, récompensant les meilleurs acteurs en devenir, et en 2004, il est membre du jury du festival de Cannes, présidé par
Quentin Tarantino qui a affirmé avoir été fasciné par le film C'est arrivé près de chez vous.
En 2008, sa performance dans le film Astérix aux Jeux olympiques est saluée aussi bien par la critique que par le public. Son personnage récurrent de prétentieux de mauvaise foi, qu'il manipule à la perfection lui a souvent valu les louanges d'être comparé à
Louis de Funès.
Benoît Poelvoorde est également un ami de l'acteur
Jean-Claude Van Damme, avec qui il a pu jouer dans
Narco.
Lors de ses interventions médiatiques, Benoît Poelvoorde ne cache pas son décalage avec cet univers. Il compte d'ailleurs focaliser les promotions de ses films sur le Web qu'il juge plus interactif que la télévision, trop formatée, « extrêmement ringarde et répétitive ». Il dit s'apparenter volontiers à
Michel Simon et à
Raimu, des comiques qui alliaient humour et gravité. « La gravité n'est pas exempte de rire et le rire n'est pas exempt de gravité ». L'acteur n'a jamais caché qu'il souffrait de dépression et a été hospitalisé brièvement à sa demande dans l'unité psychiatrique de l'hôpital de Namur le 17 novembre 2008 ; il en est sorti le 19. Il a repris immédiatement le tournage de
Coco avant Chanel de
Anne Fontaine. Le 6 décembre de cette année-là, il fait partie du jury pour l'élection de Miss France au Puy du Fou.
A partir du 10 février 2010, il a sa marionnette dans Les Guignols de l'info (il avait déjà prêté sa voix à cette émission quelques années auparavant pour une parodie de C'est arrivé près de chez vous mettant en scène Alain Madelin). Le lendemain, il fait annoncer sa prochaine retraite cinématographique