Fils d'émigrés marocains, Saïd Taghmaoui abandonne assez tôt les études pour pratiquer la boxe à un niveau national. Souhaitant devenir acteur, il s'illustre dès 1994 dans Frères : la roulette rouge d'Olivier Dahan, un téléfilm diffusé sur Arte.

La même année, Saïd Taghmaoui fait la rencontre de Mathieu Kassovitz avec qui il coécrit le scénario de La Haine, un long métrage qui reçoit le Prix de la mise en scène au Festival de Cannes 1995. Il joue d'ailleurs l'un des rôles principaux, celui de Saïd, un jeune Beur banlieusard. Après ce film à grand retentissement qui le révèle au public français, il prend des cours de théâtre pour améliorer son jeu d'acteur et étudie les langues pour devenir un comédien de renommée internationale. Après Héroïnes (1997) de Gérard Krawczyk, il tourne en Italie I Giardini dell'Eden (1998) d'Alessandro D'Alatri, en Allemagne le téléfilm Urlaub im Orient - Und niemand hört dein Schreien, et au Maroc Marrakech Express, un drame sentimental de Gillies MacKinnon avec Kate Winslet.

Saïd Taghmaoui fait par ailleurs partie des rares acteurs français qui ont réussi à percer à Hollywood. On le voit interpréter en 1999, aux côtés de George Clooney et Mark Wahlberg, un soldat irakien dans le corrosif Les Rois du désert de David O. Russell. En diversifiant ainsi les rôles, il cherche tant bien que mal à faire oublier son personnage de La Haine, qui lui colle un peu trop à la peau.

Dès l'année 2000, il s'impose sur le devant de la scène cinématographique française en enchaînant pas moins de huit films en deux ans, parmi lesquels La Taule (2000) d'Alain Robak, Nationale 7 (id.) de Jean-Pierre Sinapi, Ali Zaoua (2001) de Nabil Ayouch, Gamer (id.) de Zak Fishman et Confession d'un dragueur (id.) d'Alain Soral. Il joue également les seconds couteaux dans de grosses productions françaises comme Absolument Fabuleux (id.) de Gabriel Aghion et Le Petit Poucet (id.) d'Olivier Dahan.

Sniper suicidaire dans Entre chiens et loups (2002) d'Alexandre Arcady, il poursuit sa carrière internationale, apparaissant tour à tour dans Spartan (2003), Wanted (id.), L'Homme de la Riviera (id.), Hidalgo (2004) et J'adore Huckabees (2004). Fort de cette notoriété, Saïd Taghmaoui se voit confier par Elie Chouraqui le rôle symbolique de Saïd Chahine dans son film Ô Jérusalem (2006) qui traite de la création de l'Etat d'Israël en 1948.

Sa carrière hollywoodienne suit son cours aux côtés de Dennis Quaid et Matthew Fox dans Angles d'attaque en 2008 puis dans la transposition au grand écran de la célèbre figurine G.I. Joe l'année suivante. Il diversifie parallèlement son expérience en apparaissant dans quatre épisodes de la série culte Lost ou dans le film indépendant Les Cerfs-volants de Kaboul. L'année 2010 marque son retour sur les écrans français dans la fiction fantastique en pleine guerre d'Algérie, Djinns aux côtés de Grégoire Leprince-Ringuet.