Après un bac A3 cinéma passé à Lyon[2], Serge Bozon monte à Paris, où il rencontre Axelle Ropert qui sera la scénariste de tous ses films et la mère de ses deux enfants[3]. Il découvre la musique des années 65 à 67 ainsi que des cinéastes américains tels que Allan Dwan, Edgar George Ulmer ou Jacques Tourneur[2].
Il tourne en neuf jours, avec quelques économies personnelles et du matériel prêté, son premier long métrage, L'Amitié, sorti en 1998[4].
Il tente vainement, avec Axelle Ropert, de monter un deuxième film écrit pour Bill Murray et Leonor Silveira, puis décide de réaliser Mods, sur un coup de tête, rapidement : l'idée du film naît en février 2002, le tournage a lieu en mai[2]. Mods sort en 2003, reçoit le prix Léo Scheer au festival de Belfort et est sélectionné dans une trentaine de festivals internationaux.
Du 4 au 14 novembre 2010, il organise avec Pascale Bodet au Centre Pompidou une série de conférences « Beaubourg, la dernière major » revisitant 100 ans de cinéma français[5]. À cette occasion, il tourne un documentaire fiction de 45 minutes intitulé L'Imprésario[6].
« En voyant leurs films, ce que j’appréciais, c’est qu’il n’y avait pas de chantage à la modernité, mais un goût pour les petits secrets qui passent d’un personnage à un autre et qui sont éventuellement levés à la fin, une affection pour l’intrigue dans tout ce que ça a de mineur, le côté roman du XIXe siècle. Et en même temps s’y déployait une liberté très personnelle, qui apparaît plus à travers l’humour, avec un certain sens de la cocasserie dans les dialogues, que dans une dimension plastique immédiatement affirmée[2]. »