A 19 ans, suite à son année de khâgne au lycée Henri IV, François-Xavier Bellamy intègre l’Ecole Normale Supérieure dans l’objectif d’enseigner la philosophie. Il est d’ailleurs reçu à l’agrégation trois ans plus tard, et enseigne depuis cette matière d’abord au lycée puis en classes préparatoires.

Parallèlement, il s’engage très vite dans la vie politique. Au sein du cabinet du Ministre de la Culture, puis du Garde des Sceaux, il est chargé des Études et des discours. En 2008, il est élu sur la liste divers-droite de François de Mazières, et devient maire-adjoint de Versailles. Il est réélu en 2014 au premier tour.
Tête de liste pour l’élection européenne, il est élu en 2019 député au Parlement européen, et y préside la délégation française du Parti populaire européen (PPE).Il devient en 2023 vice-président exécutif des Républicains, avant d’être réélu au Parlement européen en juin 2024.

Auteur de nombreuses publications dans la presse, il intervient régulièrement pour des conférences auprès de publics variés et crée en 2013 « Les Soirées de la Philo », un cycle de conférences qui réunit autour de la philosophie des milliers de participants à travers la France. Il est l’auteur de deux livres parus en 2014 (Les Déshérités ou l’urgence de transmettre, Plon), et 2018 (Demeure, Grasset).