Fils du réalisateur de télévision Serge Moati, Félix Moati est révélé en 2009 par le teen movie LOL (Laughing Out Loud) de Liza Azuelos, aux côtés de Sophie Marceau et Christa Theret.
Son rôle de jeune cinéphile dans Télé Gaucho (2012) de Michel Leclerc lui vaut d’être nommé au César du meilleur espoir masculin, une distinction qu’il obtient également pour la comédie romantique À trois on y va (2015) de Jérôme Bonnell, où il partage l’affiche avec Anaïs Demoustiers et Sophie Verbeeck.
Félix Moati donne la réplique à Jean-Pierre Bacri dans La Vie très privée de Monsieur Sim (2015) de Michel Leclerc, et incarne le fils de François Cluzet dans Médecin de campagne (2016) de Thomas Lilti.
Il accède ensuite à des premiers rôles de trentenaires décalés avec Simon et Théodore (2017) de Mikael Buch ou Gaspard va au mariage (2017) d’Antony Cordier ; puis partage le succès de la comédie Le Grand Bain (2018) de Gilles Lellouche.
Félix Moati réalise en 2018 un premier long métrage attachant, Deux fils, qui lui permet de diriger Benoît Poelvoorde, Vincent Lacoste et Anaïs Demoustiers.
