Morasseix est son premier long-métrage qu'il réalise à l'âge de 23ans et dans lequel il interprète le rôle de César. Produit par Patrick Grandperret et co-produit par la Sept-Arte, le film est distribué 12 ans plus tard dans une seule salle à Paris et sélectionné à "Venice Days".
Le Souffle, son second film, est récompensé par le Grand Prix du Jury et le Prix Fipresci à la Mostra de Venise en 2001, et vendu dans 14 pays.
En 2002, il tourne Errance, présenté au Festival international du film de Toronto, avec Lætitia Casta et Benoît Magimel, diffusé sur Canal+ et Arte, coproduit et vendu à l'étranger par Wild Bunch.
Son quatrième long métrage En attendant le déluge, avec Pierre Richard et Anna Mouglalis, est sélectionné à la "Quinzaine des réalisateurs" à Cannes en 2003.
En 2006, L'histoire de Richard O. (interdit au moins de 16 ans), avec Mathieu Amalric et le grand Stef -son acteur fétiche- est sélectionné à la Mostra de Venise dans la section « Orizonti ».
En parallèle Damien Odoul a écrit deux premiers recueils de poèmes avant de se consacrer aux Poèmes du milieu, 1 à 39, qu’il interprète sur France Culture (Atelier de Création Radiophonique). Il termine en 2010 les Poèmes du milieu, 40 à 88, aboutissement de ce travail débuté en 2004. Une lecture a lieu au théâtre des Bouffes du Nord en 2010, et au Festival d'Avignon en 2011 (en direct sur France Culture) ainsi qu'au Centre International de Poésie Marseille en 2012.
En 2007, Damien Odoul expose deux vidéos, une installation et des photographies dans le nouvel espace de la galerie Kamel Mennour à Paris avec Daniel Buren sous le titre : Virtual fight et lymphatique.
En 2009, La Folle Parade, documentaire de création tourné sur 3 ans auprès de personnes ayant un handicap mental, est diffusé sur "Histoires courtes" France 2 à l'occasion d'une soirée consacrée au cinéaste.
En 2011 est diffusé sur Arte Le reste du monde avec sa compagne Marie-Eve Nadeau, et aussi Emmanuelle Béart, sélectionné aux Festivals de Rotterdam, Hong-Kong, Édimbourg, Durban, Melbourne, Namur, São Paulo, Taïwan, Göteborg…
Cette même année, il crée et met en scène Méfausti, librement adapté de La Tragique Histoire du Docteur Faust de Christopher Marlowe au théâtre des Bouffes du Nord à Paris.
En 2012, après 5 ans de tournage et 1 an de montage, il termine La richesse du loup, qui sera sélectionné au FID Marseille et au Festival de Locarno… Le film est projeté à la Cinémathèque Française en mars 2017 ainsi qu’au Japon.
En 2013, Damien Odoul fonde SYLVART, avec sa compagne et sa collaboratrice Myrtille Saint-Martin, un projet expérimental, environnemental et novateur en Lozère autour de l’Art Brut. Conjointement à cette résidence artistique, il crée ART VS WILD : une web série de 36 minutes produite par Arte Créative.
En 2015, le cinéaste termine son septième long-métrage intitulé La peur, librement adapté du roman de Gabriel Chevallier. Le film est sélectionné aux Festivals de Toronto, Varsovie, Gand, Genève, et remporte le Prix Jean Vigo 2015.
En 2016, il expose Les Visions, photographies et installation sonore et vidéo à la Galerie Laure Roynette à Paris.
En 2017, un livre d’artautour de son travail de cinéaste ainsi qu’un poème manifeste, Résurrection permanente d'un cinéaste amoureux, est publié aux éditions les Cahiers Dessinés.
Il est également lauréat de la Villa Kujoyama à Kyoto. Il termine l’écriture de son dernier scénario intitulé Oneiros, librement adapté de la nouvelle L’homme qui revient de Natsuki Ikezawa. Il s’agit d’un projet que Damien Odoul a immiscé depuis 14 ans.
