Für La Bûche (1999), das Regiedebüt seiner Mutter über eine in der Weihnachtszeit zusammenkommende Familie, bei dem er neben Sabine Azéma und Emmanuelle Béart auch zur Besetzung gehörte, schrieb Thompson zusammen mit seiner Mutter erstmals ein Drehbuch. Gemeinsam erhielten sie für ihre Arbeit den Prix Lumières in der Kategorie Bestes Drehbuch[4] und eine Nominierung für den César. Eine weitere César-Nominierung brachte ihnen 2007 der rund um das Théâtre des Champs-Élysées spielende Film Ein perfekter Platz ein, bei dem Christopher Thompson sowohl als Drehbuchautor als auch als Darsteller neben Cécile de France und Claude Brasseur zum Einsatz kam. Eine weitere Kollaboration von Mutter und Sohn war die 2009 veröffentlichte Filmkomödie Affären à la carte mit Karin Viard und Dany Boon in den Hauptrollen. Im Jahr 2010 lieferte Thompson sein Regiedebüt mit Bus Palladium, einem Film über die erste Tour einer Rockband während der 1980er Jahre.
Mit der Schauspielerin Géraldine Pailhas, die er nach einer bereits länger bestehenden Beziehung 2017 ehelichte,[3] hat Thompson zwei Töchter.[1] Seine Schwester Caroline Thompson (* 1964), die wie er aus der Ehe seiner Mutter mit dem US-amerikanischen Geschäftsmann Richard Thompson hervorging,[6] ist Psychoanalytikerin.[7]