Originaire du Rwanda, pays que sa famille a fui en raison du génocide, Ncuti Gatwa grandit à Edimbourg, en Écosse. Formé à l’Académie royale de musique et d'art dramatique, le jeune artiste en herbe joue dans de nombreuses pièces de théâtre, dont Three Sisters, Mourning Becomes Electra, ou encore Tartuffe.
En 2014, il fait ses premiers pas à la télévision avec des apparitions dans les séries Bob Servant et Stonemouth. Cinq ans plus tard, le jeune comédien se fait connaître du grand public grâce au succès de Sex Education, la série de Netflix avec Gillian Anderson, sur le fils d'une sexologue amené à se faire rémunérer pour dispenser ses propres conseils sur le sexe dans l'enceinte du lycée. Son personnage, Eric Effiong, le meilleur ami gay d'Otis (Asa Butterfield), est loué pour le tour de force de ne pas être simplement le faire-valoir du héros.
Sa prestation, qui lui vaut chaque année d'être nommé aux BAFTA, les récompenses de la télévision britannique, lui permet de décrocher le rôle-titre de Doctor Who, à compter de la 14ème saison du show emblématique. Sous la supervision de Russell T. Davies, de retour en tant que showrunner, Ncuti Gatwa est introduit dans la série fin 2023 sur la BBC.
Pascal Muscarnera