Maurice Barthélémy fréquente le cours d’Isabelle Nanty où il rencontre la future troupe d’Imperial Green Rabbit Company composée de Marina Foïs, Jean-Paul Rouve, Élise Larnicol, Pascal Vincent et Pierre-François Martin-Laval. Rebaptisés les Robins des Bois, les six complices sont repérés par Dominique Farrugia qui leur offre un direct dans La Grosse Émission, diffusée sur Comédie. Leur humour décalé fait mouche et leur succès grandissant leur vaut d’être engagés sur Canal+. Sur le plateau de Nulle part ailleurs, leurs sketchs loufoques et leur mordant détonnent et leur programme hebdomadaire La Cape et l’épée est plébiscité des téléspectateurs. En parallèle à la télévision, Maurice Barthélémy joue dans les films Serial Lover de James Huth, Trafic d’influence et La Stratégie de l’échec de l’ami Farrugia et Le Petit Poucet d’Olivier Dahan. Après Astérix et Obélix : Mission Cléopâtre, Alain Chabat le réunit aux côtés des cinq autres « Robins » dans la comédie préhistorique RRRrrrr!!!. Maurice Barthélémy passe à la réalisation avec Casablanca Driver dans lequel il se glisse dans la peau du pire boxeur vivant. Il change de registre avec l’intimiste et émouvant road movie Papa, interprété par Alain Chabat, Martin Combe et Yaël Abecassis. Il met ensuite son talent d’acteur au service d’Essaye-moi de Pierre-François Martin-Laval et Toutes les filles pleurent de Judith Godrèche. Puis il sort un nouveau long métrage intitulé Low Cost. Il y malmène avec délectation Jean-Paul Rouve, Gérard Darmon et Judith Godrèche lors d’un vol cauchemardesque. Suit Pas très normales activités avec Norman Thavaud, Stéfi Celma et Rufus, parodie de la franchise d’épouvante américaine Paranormal Activity. Il rejoint peu après la distribution du film de science-fiction Uchronia, réalisé par Christophe Goffette et du deuxième volet des Tuche, signé Olivier Baroux. Son cinquième long métrage, Les Ex, sort en salles en juin 2017. Cette comédie chorale réunit Patrick Chesnais, Jean-Paul Rouve, Claudia Tagbo, Baptiste Lecaplain, Stéfi Celma et Arnaud Ducret. À la télévision, Maurice Barthélémy participe en tant qu’acteur aux séries H. et Faut-il ?, diffusées sur Canal+. Sur les planches, il se met au service des créations d’Arthur Schnitzler, Roland Topor, Marivaux, Dino Buzzati, les Marx Brothers, Roland Dubillard, J.R.R. Tolkien et Alexandre Dumas. Il est également l’auteur de la pièce J’ai passé ma vie à chercher l’ouvre-boîtes, mise en scène par Claude Aufaure au Théâtre du Rond-Point en 2012