Martin Bourboulon inicia sua carreira como assistente de direção. Em 1999, junta-se à equipe de Mathieu Kassovitz no longa-metragem Les rivières pourpres; em seguida, trabalha com diretores como Jean-Paul Rappeneau e Bertrand Tavernier. Seu primeiro curta-metragem, Sale hasard, foi selecionado no Festival do Filme Policial de Cognac e exibido nos cinemas como abertura para Bon Voyage, de Jean-Paul Rappeneau. Depois de mais alguns curtas notáveis, diversas publicidades e alguns anos no programa Les guignols de l’info, Bourboulon lança em 2015 Papa ou maman, seu primeiro longa-metragem, que alcança grande sucesso na França com mais de mais 3 milhões de espectadores.