Révélé par la troupe des Robins des bois, Maurice Barthélémy entame sa carrière sur les planches de théâtre en 1998. Mais c’est en 1997, avec Robin des Bois d'à peu près Alexandre Dumas que la troupe des Robins des bois se fait remarquer par Dominique Farrugia.Avec les Robins des bois, il officie sur Comédie ! puis dans La grosse émission jusqu’en 2001. Ensuite, l’acteur apparaît dans la mini-série Faut-il ? puis joue dans les pubs 118 218.C’est en 2004 que l’acteur devient réalisateur avec Casablanca Driver. A peine un an plus tard, il surprend en réalisant le film intimiste Papa avec Alain Chabat.Entre-temps, il ne délaisse pas son métier d’acteur, jouant aux côtés de ses anciens compères dans Rrrr (2004) ou devant la caméra de PEF dans Essaye-moi (2006). En 2010, il tourne Toutes les filles pleurent devant la caméra de sa compagne, Judith Godrèche avec qui il a une petite fille née en 2005.A son tour il lui offre un rôle dans sa comédie Low cost, sa troisième réalisation de sortie en juin 2011. Dans ce film, il fait également tourner un de ses anciens acolytes, Jean-Paul Rouve.