Né le 4 janvier 1975 à Pau, Sébastien Betbeder étudie à l'École des beaux-arts de Bordeaux avant d'intégrer le Fresnoy, Studio national des arts contemporains. Il réalise plusieurs films courts puis signe en 2007 son premier long métrage, Nuage, d'inspiration fantastique. Suivent Les Nuits avec Théodore, sélectionné au Festival de Toronto et récompensé du prix FIPRESCI au festival de San Francisco, puis 2 automnes 3 hivers en 2013, dramédie suivant des trentenaires parisiens, présentée à l'ACID au Festival de Cannes et primée au festival de Turin. En 2014, il entame une trilogie tournée au Groenland avec les courts métrages Inupiluk, récompensé du prix Jean Vigo et du prix du public au Festival de Clermont-Ferrand, et Le Film que nous tournerons au Groenland, avant de conclure ce triptyque avec le long métrage Le Voyage au Groenland en 2016. La même année sort Marie et les Naufragés, comédie littéraire réunissant Pierre Rochefort, Vimala Pons, Éric Cantona et Emmanuelle Riva, dont la bande originale est signée Sébastien Tellier. Il poursuit ensuite avec Ulysse et Mona en 2019, Debout sur la montagne, puis les films plus récents Tout fout le camp, Jusqu'à l'os et L'Incroyable femme des neiges, présenté en section Panorama à la Berlinale.
L'acteur Thomas Scimeca est l'un de ses interprètes fétiches, présent dans Le Voyage au Groenland, Jusqu'à l'os et Tout fout le camp. Thomas Blanchard l'accompagne également sur plusieurs films, dont Inupiluk et Le Film que nous tournerons au Groenland, tout comme Bastien Bouillon, de Debout sur la montagne à L'Incroyable femme des neiges. Le compositeur Sébastien Tellier a par ailleurs signé la musique de Marie et les Naufragés.
Betbeder a reçu le prix Jean Vigo du court métrage ainsi que le prix du public au Festival de Clermont-Ferrand pour Inupiluk en 2014, le prix FIPRESCI au festival de San Francisco pour Les Nuits avec Théodore, et le prix spécial du jury au festival de Turin pour 2 automnes 3 hivers.