Après avoir effectué des études de lettres et de cinéma, Xavier Brillat devient de 1987 à 2000 assistant réalisateur, dont notamment de Pierre Trividic. Il réalisera avec lui et Patrick Mario Bernard le moyen métrage Ceci est une pipe, puis le trio réalisera en 2002 son premier long métrage, le film fantastique Dancing. Xavier Brillat a également réalisé des documentaires scientifiques pour l'émission Archimède diffusée sur Arte.