Après des études de cinéma et de philosophie à Paris, Katell Quillévéré crée avec Sébastien Bailly en 2004 les Rencontres du moyen métrage de Brive. En 2005, son premier court métrage À bras le corps est présenté à la Quinzaine des Réalisateurs à Cannes et sélectionné aux Césars 2007. Elle est de nouveau présente à la Quinzaine des Réalisateurs en 2010 avec un premier long métrage, Un poison violent, tout juste auréolé du Prix Jean Vigo. Son dernier long métrage, Réparer les vivants, a été sélectionné en compétition officielle à la Mostra de Venise en 2016.