El seu cognom és d'origen polonès. Els seus avis paterns van marxar d'Odessa per fugir de l'antisemitisme. Per gust per la literatura francesa i pel resultat de l'afer Dreyfus, el seu avi va traslladar tota la seva família a un edifici de París. El seu pare va perdre tota la seva família en la deportació durant la Segona Guerra Mundial.[1] La seva mare és d'origen tolosà. Va tenir un fill, Paolo, amb un psiquiatra.[1]
Formació
Després d'estudiar literatura, Noémie Lvovsky va seguir els cursos d'anàlisi cinematogràfica de Jean Douchet, una trobada decisiva. Després es va unir a La Fémis.[2]
Noémie Lvovsky va escriure i dirigir el seu primer llargmetratge, Oublie-moi, amb Valeria Bruni Tedeschi i Emmanuelle Devos el 1995. La pel·lícula va ser guardonada amb el Premi al Millor Guió al Festival Internacional de Cinema de Tessalònica i el Gran Premi del Jurat al Festival Internacional de Cinema de Belfort. Després va col·laborar amb Philippe Garrel en l'escriptura de la seva pel·lícula Le Cœur fantôme en 1996.
El 1997, va escriure i dirigir la pel·lícula de televisió Petites per a Arte i després va començar la seva col·laboració amb Florence Seyvos, que continuaria treballant amb ella el guió de cadascuna de les seves pel·lícules.
El seu tercer llargmetratge, La vie ne me fait pas peur, que va escriure i dirigir, es va estrenar el 1999. La pel·lícula va guanyar el Premi Jean-Vigo i el Leopard de Plata al Festival Internacional de Cinema de Locarno. L'any 2000, va ser guardonada amb el premi France Culture al millor director de l'any al Festival de Canes per aquesta pel·lícula.
El 2002, Noémie Lvovsky va coescriure el primer llargmetratge de Valeria Bruni Tedeschi, Il est plus facile pour un chameau.... L'any següent, va escriure i dirigir Les Sentiments,. La pel·lícula va ser un èxit als cinemes, va guanyar el premi Louis-Delluc i va ser nominada al César a la millor pel·lícula el 2004. Després va estrenar, el 2007, 'Faut que ça danse!, el seu quart llargmetratge.
L'any 2012, la sisena pel·lícula de Noémie Lvovsky, Camille redouble, que va escriure, dirigir i en la qual va interpretar el paper principal, va tancar la Quinzena de Cineastes a Cannes on va guanyar el Premi SACD. Camille redouble va rebre el premi Variety Piazza Grande al Festival Internacional de Cinema de Locarno el mateix any i tretze nominacions durant la cerimònia del César de 2013, incloses les al millor pel·lícula, millor director i millor actriu.