Théo Fernandez commence sa carrière d'acteur en 2009, à l'âge de 11 ans, aux côtés de Christa Théret dans le film d'épouvante Le Village des ombres. Mais c'est deux ans après que le comédien se fait remarquer aux yeux du grand public avec la comédie populaire d'Olivier Baroux, Les Tuche, dans le rôle de Donald alias Coin-Coin, fils intello de Jean-Paul Rouve et Isabelle Nanty.
Également en 2011, le jeune artiste est à l'affiche de La Guerre des Boutons, quatrième adaptation du roman de Louis Pergaud dans laquelle il inteprète le personnage de Papier maché. En plus du cinéma, Theo Fernandez enchaîne les rôles à la télévision : Changement de cap, Vice Versa ou encore Ma Vie au grand air.
Habitué aux comédies, l'acteur joue dans son deuxième film d'horreur, Aux yeux des vivants, puis dans le drame Trois souvenirs de ma jeunesse. Mais Théo Fernandez revient vite à son domaine de prédilection en reprenant son rôle de Donald dans Les Tuche 2 - Le rêve américain.
Le jeune homme enfile de nouveau le costume de Coin-Coin dans Les Tuche 3 en 2018 avant de rêvetir les habits de Gaston Lagaffe dans l'adaptation ciné de la célèbre BD. Le comédien est parvenu à remonter la pente après avoir traversé une longue phase de doute, se questionnant même sur le fait d'arrêter sa carrière cinématographique. Fait insolite : Théo a été engagé pour le rôle de Gaston après avoir fait une sieste en allant passer un casting pour un film de Gérard Jugnot. PEF passait par là et a remarqué le jeune homme endormi. La suite, on la connaît, Théo a été choisi pour revêtir le célèbre pull vert du personnage culte de BD.