Après une formation en art dramatique au Cours Florent, Simon Frenay fait ses premières armes devant la caméra de réalisateurs tel que Robert Guédiguian avec L'armée du crime en 2009 et Les neiges du Kilimandjaro en 2011. Il joue également dans deux longs-métrages indiens, Shab de Onir en 2016 et Bioscopewala de Deb Medhekar l'année suivante. le comédien revient en France pour tourner Haut Perchés de Olivier Ducastel et Jacques Martineau en 2019.

En plus de son travail d'acteur, Simon Frenay s'intéresse à l’écriture et la réalisation. Son premier film tourné en 2021, Youssou et Malek, connaît une belle reconnaissance avec une quarantaine de sélections en festivals à travers le monde et plusieurs prix. Suit Carpobrotus, un court-métrage en grande partie autoproduit dans lequel il se met en scène aux côtés de Erwan Kepoa Falé et de Juliette Savary.

En 2025, Simon Frenay débute le développement de Si elle est quelque part, un court-métrage inspiré de ses origines réunionnaises, autour des thématiques du deuil et de la mémoire. Parallèlement, il est en tournage d’un documentaire consacré à la guérison de jeunes migrant·es ayant traversé la Méditerranée et portant les traumatismes de leur parcours d’exil. Dans son travail, il explore principalement des thématiques queer, à l’intersection des questions sociales et raciales, souvent sous un prisme romantique.

Depuis 2020, il est fondateur de l'association Sous le même ciel, en soutien aux Mineurs Non Accompagnés (MNA). Cet engagement militant irrigue son œuvre d’auteur et de réalisateur, où il s’attache à porter d’autres récits sur l’exil et celles et ceux qui en font l’expérience.