Après des études de cinéma à Montpellier, Tahar Rahim débute sa carrière de comédien en 2005 en s'illustrant dans Tahar l'étudiant, un docu-fiction signé Cyril Mennegun et qui s'inspire de son propre quotidien. Inscrit au Laboratoire de l'acteur, il se produit également sur les planches en 2007 dans la pièce Libres sont les papillons de Leonard Gersh. Parallèlement, on le découvre en policier municipal dans le gorissime A l'intérieur de Julien Maury et Alexandre Bustillo.
Mais c'est sa prestation de petite frappe dans la série La Commune diffusée sur Canal + qui va lui conférer une certaine popularité. Remarqué par le réalisateur Jacques Audiard pour sa justesse de ton et son côté juvénile, Tahar Rahim décroche le rôle du délinquant Malik El Djebena, personnage principal du Prophète. Portée par la performance fiévreuse de son interprète, cette violente plongée dans l'univers carcéral français est le lauréat du Grand Prix au Festival de Cannes en 2009. Le film est surtout récompensé par neuf César en 2010 dont le César du Meilleur Espoir Masculin et celui du Meilleur Acteur pour Tahar Rahim, ce doublet étant une grande première dans l'histoire de la cérémonie.
En 2011, l'acteur s'affiche dans le film anglo-américain L' Aigle de la Neuvième Légion de Kevin Macdonald, et joue le rôle d'un espion malgré lui pendant la Deuxième Guerre mondiale dans Les Hommes libres avec Michael Lonsdale. Il enchaine avec le drame Love and bruises dans lequel il incarne Mathieu, un jeune ouvrier qui tombe amoureux d'une étudiante chinoise, interprétée par Corinne Yam, et sous la direction de Lou Ye. La même année, il tient le rôle principal dans un film de Jean-Jacques Annaud, Or Noir, dans lequel on le voit en jeune Prince dynamique et en pleine ascension qui va unir des tribus du royaume du désert face à deux émirs d?Arabie. Dans ce film d'aventure, Antonio Banderas, Mark Strong et Freida Pinto lui donneront la réplique.
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