Voulant devenir réalisateur, Olivier Masset-Depasse intègre l'école belge IAD (institut des arts de direction). Il réalise en 2000 son premier court métrage, Chambre froide, qui se déroule dans les faubourgs d'une cité industrielle et suit une mère et sa fille qui tiennent une petite boucherie proche de la faillite. Quatre ans plus tard, il livre son second court, Dans l'ombre, qui là encore, se centre sur un personnage féminin prêt à tout pour atteindre son but.
En 2006, Cages, son premier long métrage, relate une passion amoureuse destructrice entre les personnages de Anne Coesens et Sagamore Stévenin. En 2010, Olivier met en scène Illégal (2010), un thriller psychologique sur fond de critique sociale, qui est entre autres sélectionné pour représenter la Belgique aux Oscar 2011 dans la catégorie Meilleur film en langue étrangère et nommé aux César 2011 dans la catégorie meilleur film étranger.
En 2015, Canal + le choisit pour être le réalisateur d’une des créations originales de la chaîne, Sanctuaire, un thriller qui se déroule dans les années 1980, à une époque où l'ETA (l'armée séparatiste basque) était au sommet de sa puissance dans le Sud de la France et le Nord de l'Espagne et où l'affrontement avec le GAL (Groupe Antiterroriste de Libération) faisait régulièrement des morts. Le film est porté par Jérémie Rénier.
En 2018, il livre Duelles, avec Veerle Baetens et son actrice fétiche Anne Coesens. Dans ce thriller hitchcockien qui se passe au début des années 1960, Alice et Céline vivent avec leurs familles dans la banlieue de Bruxelles. Elles sont les meilleures amies du monde jusqu’au jour où survient un événement tragique. Il change ensuite de registre avec le film d'action Largo Winch : Le prix de l’argent, toujours emmené par l'infatigable Tomer Sisley.
Laurent Schenck