Adèle Haenel empezó su carrera artística a los 12 años en la película Los diablos (Les diables) de Christophe Ruggia antes de ser nominada en 2008 al César a la Mejor Actriz Revelación por su interpretación en Naissance des pieuvres (Céline Sciamma).

En 2014 ganaría su primer Premio César a Mejor Actriz Secundaria gracias a la película Suzanne de Katell Quillvere, y en 2015 obtuvo el César a Mejor Actriz por su papel en Les combattants de Thomas Cailley.

Otras películas en las que aparece son Les Ogres de Léa Fehrer y La chica desconocida de los hermanos Dardenne , y terminó de filmar la película de Pierre Salvadori Remise de peine.