Florence Loiret Caille ha lavorato a diverse produzioni teatrali di registi quali Nicolas Klotz, Xavier Durringer, Bruno Bayen e Anne Bourgeois. L'attrice ha partecipato inoltre a diversi film, sia per il cinema che per la televisione e a serie televisive. Tra i suoi film:
LA MÉCANIQUE DES FEMMES di Jérôme De Missolz (2000); STORIE di Michael Haneke (2000); CANNIBAL LOVE - MANGIATA VIVA di Claire Denis (2000); LE CHIGNON D'OLGA di Jérôme Bonnell (2002); IL TEMPO DEI LUPI di Michael Haneke (2002); UNE AVENTURE di Xavier Giannoli (2004); L'INTRUS di Claire Denis (2004); J'ATTENDS QUELQU'UN di Jérôme Bonnell (2006); PARLEZ-MOI DE LA PLUIE di Agnès Jaoui (2007); JE L'AIMAIS di Zabou Breitman (2008); AU VOLEUR di Sarah Leonor (2009); LA DAME DE TRÈFLE di Jérôme Bonnell (2009) ; LE PETIT CHAMBER di Stéphanie Chuat e Véronique Reymond (2009); QUEEN OF MONTREUIL di Sólveig Anspach (2012); BASTARDS di Claire Denis (2012); L'ENQUÊTE di Vincent Garenq (2013); L'EFFETTO ACQUATICO di Sólveig Anspach (2016).