Né à Lacenas, Gaël Morel se prend très vite de passion pour le cinéma. Il se destine d'abord à la mise en scène et participe, à l'âge de 18 ans, à un Jury de jeunes pour le Festival de Cannes. Le destin en décide pourtant autrement lorsqu'il rencontre André Téchiné qui n'en fait pas son assistant mais bel et bien son interprète principal pour le film Les Roseaux Sauvages (1994).
En adolescent fragile et en quête de soi, le jeune homme se révèle à la presse et au public et le voilà qui enchaîne quelques films au coeur de ces années 90, toujours en garçon introverti que ce soit chez Didier Haudepin (Le Plus bel âge, 1995) ou Laurent Bouhnik (Zonzon, 1998). L'appel de la réalisation reste pourtant plus fort et il commence dès 1995 à tourner courts (La Vie à rebours) puis longs-métrages centrés sur la jeunesse et la recherche d'identité.
Son premier film, A toute vitesse (1996), fortement influencé par son expérience avec Téchiné, est plutôt bien accueilli par la presse, mais la suite est plus confidentielle. Les Chemins de l'Oued (2002) puis Le Clan (2004) tournent autour de la question du corps masculin, de l'étranger, mais ne connaisse qu'une sortie modeste. Grand admirateur d'actrices, il collabore avec Catherine Deneuve pour Après lui, en 2007, film qui marque son retour sur le devant de la scène avec une sélection à la Quinzaine des réalisateurs.
Désormais plus souvent derrière la caméra que devant, il retrouve parfois la comédie pour ses réalisateurs fétiches (il figure dans Loin, de Techiné, où il reprend son rôle de François, le personnage des Roseaux sauvages) ou d'autres, proches de ses préoccupations (Honoré, pour Les Chansons d'amour).
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