Nils Tavernier fait sa première apparition au cinéma dans le film, « Des enfants gâtés », en 1977 alors qu’il est encore adolescent. Il apparaît également en 1982 dans « Coup de foudre » de Diane Kurys. Suivent ensuite des apparitions dans les longs métrages « La Passion Béatrice » en 1987, « L 627 » en 1991 et « La Fille de d’Artagnan » en 1993. Il joue aussi des seconds rôles dans « Une affaire de femmes » de Claude Chabrol et « Valmont » de Milos Forman en 1988, puis « Post-coitum, animal triste » de Brigitte Rouan en 1996 et « Un frère » de Sylvie Verheyde en 1997.
Voir la filmographie d’acteur

Nils Tavernier s’est fait connaître en réalisant d’abord des courts métrages puis des documentaires. Au cinéma, en 2001, il fait partager sa passion de la danse avec « Tout près des étoiles » et co-réalise, avec Bertrand Tavernier, le film documentaire « Histoires de vies brisées : les « double peine » de Lyon ».

Il travaille également pour la télévision et signe « Désirs et sexualités » en 2004, dans lequel il s’interroge sur la sexualité des Français, « L’Odyssée de la vie » en 2006, qui suit une femme tout au long de sa grossesse dans son affirmation en tant que maman au sein du couple et « Le mystère des jumeaux » en 2009.

En 2016, il signe pour France Télévisions, une collection de 11 documentaires : « ELLES ont toutes une histoire », évoquant les droits de la femme à travers le monde.

En 2017, sort le documentaire « Et si on faisait un bébé…«  diffusé sur France 2

En 2018, il réalise pour M6, LA FAUTE (4 épisodes de 52 minutes avec Valérie Karsenti et Natacha Lindinger), ainsi que le long métrage de fiction FACTEUR CHEVAL avec Jacques Gamblin et Laetitia Casta.