Hafsia Herzi n'a que 13 ans lorsqu'elle décroche un rôle, certes mineur, dans Notes sur le rire, un téléfilm pour France 3 adapté du roman de Marcel Pagnol. Elle enchaîne avec quelques rôles de figuration, et auditionne pour les séries Plus belle la vie et Sous le soleil; essais au terme desquels elle n'est pas retenue.
C'est en 2005 que la chance tourne pour la jeune comédienne : sa rencontre avec Abdellatif Kechiche s'avère décisive, puisque ce dernier lui offre le premier rôle de La Graine et le mulet, dans lequel elle incarne brillamment et avec sincérité le personnage de Rym. Coup d'essai, coup de maître : Hafsia Herzi décroche successivement le Prix Marcello Mastroianni de la 64ème Mostra de Venise en 2007, et le César du Meilleur espoir féminin début 2008.
N'ayant jamais pris de cours pour exercer le métier d'actrice, elle quitte Marseille dans la foulée et part s'installer à Paris, où elle s'inscrit en droit à l'université, se met à suivre des cours de théâtre au conservatoire et prend même des cours de diction pour atténuer son accent méditerranéen. Hafsia décide de se consacrer exclusivement au cinéma, et obtient rapidement les rôles principaux de Française et de L'Aube du monde, pour lequel elle apprend l'irakien. En 2009, l'artiste joue sous la direction de Francis Huster dans Un homme et son chien, aux côtés de Jean-Paul Belmondo avant de partager la vedette avec Jacques Dutronc pour le quatrième film de Xavier De Choudens : Joseph et la fille.
L'année 2011 semble être celle de la consécration pour la jeune comédienne puisqu'on la retrouve à l'affiche de quatre films et pas des moindres : Jimmy Rivière de Teddy Lussi-Modeste, Le Chat du rabbin où elle se prête à l'exercice du doublage, L' Apollonide - souvenirs de la maison close de Bertrand Bonello et La Source des femmes de Radu Mihaileanu, aux cotés de Leïla Bekhti. Dans Héritage de Hiam Abbass, l'actrice campe la rebelle Hajar, la plus jeune fille de la famille au centre du long métrage.
De plus en plus présente sur les écrans, Hafsia Herzi multiplie les projets et ses rôles gagnent de l'importance, à l'image de ses prestations dans Fugues marocaines, Le Sac de farine, Certifiée halal ou encore Sex Doll. Elle collabore également à nouveau avec Abdellatif Kechiche sur les deux polémiques Mektoub, my love. La comédienne goûte également aux joies du thriller via Persona non grata de Roschdy Zem, dans lequel elle donne la réplique à Nicolas Duvauchelle et Raphaël Personnaz.
Hafsia prête main forte à l'inspecteur Vincent Cassel dans Fleuve noir ; elle y joue la policière Chérifa. La native de Manosque tient ensuite le premier rôle de L'Amour des hommes. La jeune femme interprète Amel, une jeune photographe de Tunis. Quand elle perd son mari, sa vie bascule. Encouragée par son beau-père, elle reprend goût à la vie en photographiant des garçons de la rue. Sans craindre d'être scandaleuse, elle fait le choix de regarder les hommes comme les hommes regardent les femmes.
En 2019, la comédienne de 32 ans met en scène son premier long-métrage, Tu mérites un amour, dans lequel elle tient aussi le rôle principal, celui de Lila. La jeune femme, trompée par Rémi, son petit-ami, vit une rupture difficile. Un jour, il lui annonce qu'il part seul en Bolivie pour se retrouver face à lui-même et essayer de comprendre ses erreurs. Là-bas, il lui laisse entendre que leur histoire n'est pas finie... Entre discussions, réconforts et encouragement à la folie amoureuse, Lila s'égare.
Prochainement, Hafsia sera à l'affiche d'un biopic se déroulant à la fin des années 60, Madame Claude. En réinventant les codes de la prostitution, en empruntant ceux de la bourgeoisie et en s’inventant un passé respectable, Fernande Grudet alias Madame Claude (Karole Rocher) est devenue une femme d’affaires redoutée et estimée du monde politique au grand banditisme. Femme de pouvoir dans un milieu et une époque d’hommes, à la veille des grands mouvements de libération de la femme, elle sera aussi le témoin de la fin d’une époque.
