Après huit ans de cours de théâtre à Sèvres, Ludivine Sagnier rentre en 1994 au Conservatoire d'art dramatique de Versailles, où elle remporte les premiers prix au concours classique et au concours moderne. Elle débute au cinéma en 1988 dans Les Maris, les femmes, les amants ainsi que dans des courts métrages, dont Acide animé qui lui permet d'obtenir le Lutin de la Meilleure comédienne en 1999.
Après des petits rôles dans Les Enfants du siècle et Rembrandt, elle tourne sous la direction de François Ozon dans Gouttes d'eau sur pierres brûlantes (2000), une adaptation de la pièce de Rainer Werner Fassbinder Tropfen auf heisse Steine. Leur collaboration se poursuit avec la comédie chantée 8 femmes (2002), où elle donne la réplique à des actrices aussi prestigieuses que Catherine Deneuve et Fanny Ardant. Ce film est l'occasion pour l'actrice de s'essayer à la chanson, une expérience qu'elle renouvelle en 2007 dans le film musical Les Chansons d'amour de Christophe Honoré. En 2003, son mentor François Ozon assoit définitivement son statut de sex symbol dans le thriller Swimming pool.
Sa carrière lancée, elle embarque pour une virée à travers l'Europe dans Bon plan (2000), campe une baby-sitter pour le couple Charles Berling / Karin Viard dans Un jeu d'enfants (2001), puis se prête à trois reprises au jeu du doublage pour les dessins animés La Cour de récré : vive les vacances !, La Légende de Parva et Gang de requins. Elle continue d'ailleurs sur cette lancée pleine de magie, en rejoignant le casting international de Peter Pan où elle incarne la mutine fée Clochette sous la direction de P.J. Hogan.
En 2003, elle tourne La Petite Lili de Claude Miller, qu'elle retrouve en 2007 dans Un secret, l'adaptation du roman de Philippe Grimbert. Sur le tournage d' Une aventure, elle noue une relation avec Nicolas Duvauchelle, avec qui elle a son premier enfant. Habituée au rôle de séductrice, l'actrice change de registre en 2006 dans La Californie. Dirigée par Jacques Fieschi, elle y incarne Hélène, la fille de Nathalie Baye. Un an plus tard, Claude Chabrol la met dans la peau de La Fille coupée en deux, partagée entre Benoît Magimel et François Berléand. Après avoir tenu le rôle de Sylvia Jeanjacquot, la compagne déterminée de Mesrine dans le diptyque du même nom, elle se glisse dans la peau d'une jeune femme manipulée et manipulatrice sous la direction d'Alain Corneau dans son thriller au féminin, Crime d'amour.
En 2010, elle devient la soeur de Diane Kruger pour les besoins du film de Fabienne Berthaud, Pieds nus sur les limaces, dans lequel elle interprète une jeune femme exubérante et mystérieuse, prête à tout pour s'amuser et se sentir libre. L'année suivante, Christophe Honoré fait une seconde fois appel à ses talents d'actrice et de chanteuse pour son film musical Les Bien-aimés. Elle y incarne Madeleine, une jeune femme légère des années 60, jouée dans les années 2000 par Catherine Deneuve.
Filmographie complète de Ludivine Sagnier avec mes notes sur 20
The Devil's Double de Lee Tamahori - prochainement
Un monstre à Paris de Eric Bergeron - Sorti en salle en 2011 16
Les Bien-aimés de Christophe Honoré - Sorti en salle en 2011 18
Pieds nus sur les limaces de Fabienne Berthaud - 2010 14
Crime d'amour de Alain Corneau - 2010 16
Mesrine : L'Ennemi public n°1 de Jean-Francois Richet - 2008 17
Mesrine : L'Instinct de mort de Jean-Francois Richet - 2008 17
Un secret de Claude Miller - 2007 17
La Fille coupée en deux de Claude Chabrol - 2007 14
Les Chansons d'amour de Christophe Honoré - 2007 18
Molière de Laurent Tirard - 2007 17
La Californie de Jacques Fieschi - 2006 12
Paris, je t'aime de Olivier Assayas, Frédéric Auburtin, Sylvain Chomet, Ethan Coen, Joel Coen - 2006 17
Foon de Benoît Pétré, Deborah Saïag, Mika Tard, Isabelle Vitari - 2005 7
Une aventure de Xavier Giannoli - 2005 10
Gang de requins de Eric Bergeron, Vicky Jenson, Rob Letterman, Bibo Bergeron - 2004 15
Peter Pan de P.J. Hogan - 2004 15
La Petite Lili de Claude Miller - 2003 16
Swimming Pool de François Ozon - 2003 17
Petites coupures de Pascal Bonitzer - 2003 13
La Légende de Parva de Jean Cubaud - 2003
8 femmes de François Ozon - 2002 18
Ma femme est une actrice de Yvan Attal - 2001 15
La Cour de récré : vive les vacances ! de Chuck Sheetz, Frédéric Berthe - 2001
Un jeu d'enfants de Laurent Tuel - 2001 14
Les Frères Hélias de Frédy Busso - 2001
Bon plan de Jérôme Lévy, Santiago Amigorena - 2000 12
Guedin de Frédy Busso - 2000
Des monstres à l'état pur de Sylvie Meyer - 2000
Gouttes d'eau sur pierres brûlantes de François Ozon - 2000 15
Les Enfants du siècle de Diane Kurys - 1999 14
Acide animé de Guillaume Breaud - 1999
Mon frère de Matthias Fégyvères - 1999
Rembrandt de Charles Matton - 1999 15
Le Ciel, les oiseaux et... ta mère ! de Djamel Bensalah - 1999 11
Cyrano de Bergerac de Jean-Paul Rappeneau - 1990 18
Le Pont du silence de Martine Bureau - 1990
I Want to Go Home de Alain Resnais - 1989
Les Maris, les femmes, les amants de Pascal Thomas - 1988 17