Fils du réalisateur Pierre Schoendoerffer. Frédéric Schoendoerffer débute comme assistant réalisateur sur la comédie A nous les garçons (1985) de Michel Lang et Dien Bien Phu (1992) de son père Pierre Schoendoerffer. Travaillant sur les téléfilms Le Parasite (1995) et Le Bonheur est un mensonge (1997), il revient au cinéma en 1999 en mettant en scène son premier long métrage intitulé Scènes de crimes. Ce polar, interprété par Charles Berling et André Dussollier, révèle un souci du détail et une réalisation proche du documentaire. Fort du succès de ce film nommé au César de la Meilleure première oeuvre, Frédéric Schoendoerffer enchaîne en 2004 avec le récit d'espionnage Agents secrets, emmené par le couple Vincent Cassel / Monica Bellucci.