Malik Zidi fait ses premiers pas en tant qu'acteur au théâtre. Il fait ses débuts au cinéma dans un moyen-métrage : Les Corps ouverts (1997, Sébastien Lifshitz). Il enchaîne rapidement avec un petit rôle dans Place Vendôme (1998, Nicole Garcia). L'année suivante, il obtient l'un des rôles principaux dans Gouttes d'eau sur pierres brûlantes de François Ozon. Puis il rejoint le prestigieux casting d'Un monde presque paisible de Michel Deville. En 2003, son rôle dans Un moment de bonheur d'Antoine Santana lui vaut une nomination pour le César du meilleur jeune espoir masculin.
Egalement sollicité par des cinéastes chevronnés, il campe un apprenti tailleur dans la France de 1946 pour Deville (Un monde presque paisible) et le fils homo de Catherine Deneuve pour Techiné (Les Temps qui changent, 2004). Souvent à l'affiche de films d'époque qui revisitent le patrimoine, sur grand écran (Le Grand Meaulnes, Jacquou Le Croquant en 2007) ou à la télévision, il reste fidèle au cinéma d'auteur, à l'image des Amitiés maléfiques d'Emmanuel Bourdieu, portrait de groupe subtil et cruel, remarqué à Cannes en 2006. Prestation qui lui vaudra, en 2007, le césar du meilleur espoir (après trois nominations, en 2001, 2003 et 2005).
En 2009, l'acteur s'illustre dans la comédie romantique de Sophie Fillières, Un chat un chat, dans lequel il donne la réplique à Chiara Mastroianni. Dans un tout autre registre Malik Zidi, dans le film historique Clara, enfile le costume de Johannes Brahms, virtuose allemand du XIXème siècle. Il découvre l'année suivante l'univers des séries grâce à un rôle (secondaire) de Vénus et Apollon, et partage avec Florence Loiret Caille l'une de ses rares têtes d'affiche dans le polar La Dame de trèfle. Adoubé par le cinéma indépendant, il participe au projet d'ampleur de Raoul Ruiz, Les Mystères de Lisbonne, où il retrouve quelques figures de la génération montante du cinéma français (Clotilde Hesme, Léa Seydoux, Melvil Poupaud).