Xavier Palud fait ses premiers pas dans le monde du cinéma en 1994, en participant tournage au du film Un Indien dans la ville avec Thierry Lhermitte, en tant que deuxième assistant réalisateur. Deux ans plus tard, il signe son premier court métrage intitulé Sexous Breakdown, puis officie par la suite en tant que décorateur sur La Veuve de Saint-Pierre de Patrice Leconte.

En 2006, Xavier Palud écrit et coréalise avec David Moreau son premier long métrage horrifique, sobrement intitulé Ils, dans lequel on retrouve notamment les comédiens Olivia Bonamy et Michaël Cohen. Bien que le film n'ait pas conquis le public français, il séduit certaines grandes maisons de productions hollywoodiennes. Dès lors, les deux cinéastes migrent aux Etats-Unis afin de s'y faire un nom.

En 2007, après plusieurs projets avortés, Lionsgate et la société de production de Tom Cruise, Cruise-Wagner Productions, propose au tandem français de travailler sur un remake d'un film fantastique asiatique intitulé The Eye. Le film, porté par la sublime Jessica Alba, rapporte plus de 60 millions de dollars de recettes à travers le monde pour un budget cinq fois inférieur.

Après s'être prêté à la réalisation, pour la télévision, d'un épisode de la série américaine XIII, Xavier Palud fait son retour sur le grand écran en 2012 avec A l'aveugle, un thriller sous haute tension emmené par Lambert Wilson et Jacques Gamblin. En plus d’œuvrer en solitaire, Xavier Palud signe ici le premier long-métrage financé par le projet participatif, créé par Luc Besson, permettant à tout un chacun de participer aux différentes étapes de l'élaboration d'un film via internet.