Fils du réalisateur Samuel Benchetrit et de l’actrice Marie Trintignant (1962-2003), Jules Benchetrit débute au cinéma en 2011. Il est dirigé par son père dans Chez Gino, où il joue le personnage enfant du rôle-titre que campe José Garcia.
Après une apparition dans la comédie romantique Une rencontre (2014) de Lisa Azuelos, le jeune homme trouve un rôle important dans le film choral Asphalte (2015), encore réalisé par Samuel Benchetrit.
Jules y incarne un ado livré à lui-même dans un logement social désaffecté, et qui encourage une ex-vedette des années 80 (Isabelle Huppert) à reprendre le chemin des studios. Le charisme et le talent du jeune acteur lui promettent une jolie carrière.
Après le court métrage Comme les autres (2016) de Paul Deceresy, Jules Benchetrit tourne sous la direction de Ludovic Bernard dans Au bout des doigts (2018). Il y interprète un jeune délinquant qui tente d’être racheté par sa passion du piano. Entouré de Lambert Wilson et Kristin Scott Thomas, il s’y montre à nouveau remarquable, et se voit sélectionné dans la liste des Révélations aux César 2019.
On revoit Jules Benchetrit à l’affiche de Cette musique ne joue pour personne (2021), qui marque sa troisième collaboration avec son paternel.