Pierre-Olivier Thévenin débute son parcours cinématographique avec les effets spéciaux. Il s'installe aux États-Unis et travaille avec le studio de Steve Johnson, XFX, sur le film Innocent Blood. Stan Winston le remarque et l'invite à rejoindre son studio. Dans les fameux Stan Winston Studios, l'artiste travaille avec l'équipe des effets spéciaux de Jurassic Park. après ce long projet, Pierre-Olivier Thévenin alternent les projets entre la France et les États-Unis, avec notamment les films Total Eclipse, L'île du Docteur Moreau, Entretien avec un vampire et Blade II. Il fonde en 2003 un nouvel atelier avec Jacques-Olivier Molon et Frédéric Balmer où ensemble, ils travaillent pour le cinéma et la publicité. En 2007, Thévenin participe à un concours de court-métrages et remporte le premier prix. En 2008, il co-réalise avec Jacques-Olivier Molon Humains. Un film fantastique dans lequel un groupe de scientifiques part pour une expédition qui pourrait remettre en question toute la filiation de l'espèce humaine.