Benjamin Voisin nait le à Paris[1],[2],[3], il est le fils d'un professeur du cours Florent, Marc Voisin, et d'une comptable. Il suit ses études au lycée Claude-Bernard dans le 16e arrondissement de Paris, où il grandit[4]. Il poursuit par des études d'art dramatique au cours Florent[4] qu'il intègre d'abord en 2011 pour suivre les ateliers jeunesse pendant trois ans. Il intègre par la suite, en deuxième année, la formation de l'acteur. Il rejoint également le Conservatoire national supérieur d'art dramatique en 2017, un an après avoir obtenu le concours en 2016.
Benjamin Voisin commence sa carrière en 2018 en apparaissant dans un épisode de la mini-série FiertésdePhilippe Faucon, diffusée sur Arte. Il y incarne un jeune adolescent homosexuel[5], face à l'actrice Emmanuelle Bercot. Sa prestation est bien accueillie[6].
En 2020, il apparaît comme la tête d'affiche de la comédie romantique Un vrai bonhomme et du drame fantastique La Dernière Vie de Simon. Malgré le faible nombres d'entrées qu'enregistrent les deux films, l'acteur décroche le Swann d'or de la révélation masculine pour Un vrai bonhommeauFestival de Cabourg.
C'est son rôle dans le drame Été 85, réalisé par François Ozon et adapté du roman d’Aidan Chambers qui le propulse sur le devant de la scène[8]. Il y incarne un personnage mystérieux et ténébreux, aux côtés de Félix Lefebvre[9]. Le film est très bien accueilli par les critiques. Ce rôle lui permet de décrocher sa première nomination aux César dans la catégorie meilleur espoir masculin, ainsi que le prix de la meilleure révélation masculine conjointement avec son partenaire de jeu aux Lumières de la presse internationale.
En 2021, Benjamin Voisin poursuit son ascension en interprétant le rôle du jeune poète Lucien de Rubempré dans l'adaptation cinématographique éponyme du roman de BalzacIllusions perdues, mise en scène par le réalisateur Xavier Giannoli[10]. Il en est une des têtes d'affiche, aux côtés de Vincent Lacoste, Gérard Depardieu, Cécile de FranceetXavier Dolan[11]. Lors de la promotion de son long-métrage, Giannoli déclare à propos de son acteur : « il avait une innocence sans mièvrerie, une sensualité sans vulgarité, une diction d’époque sans effort. Une évidence de cinéma où le moindre geste a une grâce sans calcul. Il était Rubempré, un Rubempré moderne. Tout s’incarnait... Il suffit de voir son assurance face à Depardieu. C’est le même métal. C’est animal »[12]. À sa sortie en salles, le film est un succès critique[13], la presse louant à la fois le travail de reconstitution des équipes techniques et celui d'adaptation, et la performance des acteurs. Succès populaire également, Illusions perdues enregistre au total 8,6 millions de dollars au box-office dans le monde[14]. Cette réussite commerciale est doublée d'un succès d'estime professionnelle, avec notamment 15 nominations aux César et 4 nominations aux Lumières de la presse internationale. Le film devance alors la comédie musicale AnnettedeLeos Carax, autre réussite française de l'année. Pour son interprétation de Lucien de Rubempré, Benjamin Voisin obtient le César du meilleur espoir masculin 2022, aux côtés de son confrère Vincent Lacoste, qui remporte celui du meilleur acteur dans un second rôle.
En 2023, Benjamin Voisin s'essaye à de nouveaux genres. Il forme d'abord un tandem avec Marina Foïs dans le huis clos En roue libredeDidier Barcelo, dans lequel il joue un jeune voleur qui s'engage dans un road trip avec sa « victime ». Le film reçoit un accueil critique positif[15]. Ainsi les médias Écran Large[16]etL'Humanité notent la justesse de jeu du comédien et sa belle alchimie avec sa partenaire[15]. Ensuite, il interprète un jeune lieutenant amnésique qui revient du Mali dans Les Âmes sœurs d'André Téchiné. Il y joue le rôle principal aux côtés de la comédienne Noémie Merlant[17]. Passé un peu inaperçu, Les Âmes sœurs reçoit de bonnes critiques dans l'ensemble. Pour le quotidien Dernières Nouvelles d'Alsace : Benjamin est sans doute « un très grand jeune acteur. »[18]. Pour le journal Les Inrockuptibles, il semble être le plus grand acteur français de sa génération. Le journal remarque aussi l'alchimie entre le comédien et sa partenaire de jeu, Noémie Merlant[19].