Christophe Barratier naît le 17 juin 1963 à Paris. Neveu du réalisateur et producteur Jacques Perrin, qui influence directement son choix de carrière, il suit d'abord une formation musicale classique de guitariste au Conservatoire puis à l'École normale de musique de Paris, où il remporte plusieurs prix de concours internationaux. En 1991, il rejoint la société de production de son oncle, Galatée Films, où il apprend le métier de producteur en travaillant notamment sur Microcosmos, Himalaya, l'enfance d'un chef et Le Peuple migrateur. Il réalise en 2001 son premier court métrage, Les Tombales, adapté de Maupassant, avant de connaître un triomphe retentissant en 2004 avec son premier long métrage, Les Choristes, immense succès populaire et critique nommé à l'Oscar du meilleur film étranger ainsi qu'à celui de la meilleure chanson originale. Il poursuit avec Les Enfants du marais, puis Faubourg 36 en 2008 et La Nouvelle Guerre des boutons en 2011, avant de changer de registre avec le thriller Team Spirit en 2016, inspiré de l'affaire Jérôme Kerviel. Il adapte ensuite en comédie musicale son plus grand succès, présenté aux Folies Bergère à partir de 2017, tout en poursuivant sa carrière de réalisateur avec Les Enfants de la Résistance en 2022.
Sa formation musicale classique de guitariste nourrit directement son goût pour la musique comme moteur émotionnel du récit, dont Les Choristes constitue l'exemple le plus abouti. L'influence de son oncle Jacques Perrin, producteur et réalisateur reconnu, l'accompagne dès ses débuts professionnels et façonne son apprentissage du métier de cinéaste. Le film La Cage aux rossignols de Jean Dréville, dont Les Choristes s'inspire directement, constitue également une référence assumée de son cinéma.
Christophe Barratier privilégie un cinéma populaire et sentimental, porté par une grande attention à la musique et à l'émotion, dans la lignée directe des grands mélodrames familiaux français. Il alterne les récits historiques ou nostalgiques, comme Faubourg 36 ou La Nouvelle Guerre des boutons, avec des sujets plus contemporains comme le monde de la finance dans Team Spirit. Cette sensibilité musicale, héritée de sa propre formation de guitariste, reste la signature la plus reconnaissable de son cinéma, y compris lorsqu'il transpose ses œuvres à la scène.
Les Choristes obtient deux Césars sur huit nominations ainsi qu'une nomination à l'Oscar du meilleur film en langue étrangère et à celui de la meilleure chanson originale pour "Vois sur ton chemin", dont Christophe Barratier est le parolier. Le film, devenu le plus grand succès commercial français de l'année 2004, connaît également un immense succès international.
Son oncle Jacques Perrin, producteur associé et acteur de plusieurs de ses films dont Les Choristes, demeure son collaborateur le plus proche depuis ses débuts. Il retrouve également à plusieurs reprises Gérard Jugnot, interprète principal et coproducteur des Choristes, ainsi que le compositeur Bruno Coulais, dont la musique accompagne l'ensemble de ses films depuis son tout premier court métrage.
La musique comme vecteur de transformation et de rédemption, en particulier pour des enfants ou des personnages en difficulté, structure l'essentiel de son œuvre, de Les Choristes à Les Enfants de la Résistance. La nostalgie d'une France populaire du XXe siècle, entre solidarité collective et petites gens confrontés à l'Histoire, traverse également une grande partie de sa filmographie.