Fils d'une institutrice spécialisée française et du réalisateur franco-congolais David-Pierre Fila, Corentin obtient une licence d'économie à Paris-Descartes tout en faisant du mannequinat.
À 23 ans, il ressent un choc à la vue de The Suit, une pièce de Peter Brook portée par des acteurs sud-africains, et décide de se lancer dans le métier d'acteur, entrant au cours Florent en 20123.
Repéré par André Téchiné lors d'un casting pour son film Quand on a 17 ans, tourné en 2015, Corentin Fila y joue un des rôles principaux, Thomas, lycéen le jour, éleveur le soir, aux côtés de Kacey Mottet-Klein (Damien) et Sandrine Kiberlain (Marianne).
Il a d'ailleurs été nommé en 2017, au côté de Kacey Mottet-Klein, pour le César du meilleur espoir masculin dans Quand on a 17 ans.
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