Après avoir étudié au Conservatoire de Nantes, Blandine Bellavoir débute sur les planches avant de se tourner vers le mannequinat. C’est finalement en 2007 que la carrière de la jeune femme se tourne simultanément vers le grand et petit écran. Au cinéma, elle apparaît dans la comédie Cherche fiancé tous frais payés de Bruno Salomone, menée par Alexandra Lamy. A la télévision, elle décroche le rôle de Sonia dans la quatrième saison du programme à succès Plus belle la vie diffusé sur France 3, un personnage qu’elle interprétera dans plus de 120 épisodes avant de clore ce chapitre en 2009.

C’est dans une autre série que la comédienne s’illustre l’année suivante: la sulfureuse Maison close de Canal +. Blandine Bellavoir y incarne Angèle, une jeune prostituée de luxe des années 1870, un rôle qu’elle tiendra jusqu’à la fin du programme en 2013. En parallèle, la jeune femme tourne notamment le téléfilm Les méchantes (2010) aux côtés de Marie-Anne Chazel, Evelyne Bouix et Pierre Arditi. Elle devient ensuite Claire, la compagne de Marie Viguier (Laura Salvatore) dans la saison 9 de la série culte Une famille formidable, un rôle qu’elle reprendra ponctuellement au cours de la onzième saison du programme. On peut aussi l’apercevoir dans les séries Les Geeks, Les Petits meurtres d’Agatha Christie ou encore R.I.S. Police Scientifique.

En 2013, Blandine Bellavoir s’essaie à un nouveau genre: l’action. Elle tourne ainsi L’Attaque, une série diffusée en trois parties avec Lionnel Astier. Elle joue par la suite dans le téléfilm comique et dramatique La Trouvaille de Juliette (2014) ainsi que dans le drame historique Elles... Les filles du Plessis de Bénédicte Delmas face à Sandrine Bonnaire. Côté cinéma, elle rejoint le prestigieux casting, composé de Gérard Depardieu et Catherine Deneuve, de la comédie Bonne pomme (2017) puis donne la réplique à Thomas Solivérès, Olivier Gourmet et Mathilde Seigner dans le film d’époque Edmond (2018).

Blandine Bellavoir se distingue finalement dans le genre policier, en retrouvant tout d’abord les plateaux des Petits meurtres d’Agatha Christie sous les traits d’un tout nouveau personnage: celui de la journaliste envahissante Alice Avril. Elle forme ainsi le nouveau duo phare du feuilleton aux côtés de Samuel Labarthe. On le retrouve ensuite dans la mini-série Insoupçonnable (2018) auprès d’Emmanuelle Seigner, Melvil Poupaud et Claire Keim. Le programme, inspiré de la série britannique The Fall menée par Gillian Anderson et Jamie Dornan, lui permet ainsi de se glisser dans la peau du lieutenant Marion Glazer, une policière instinctive qui ne se laisse pas marcher sur les pieds.