Родился во франко-алжирской семье евреев в Тель-Авиве. Детство провёл в пригороде Парижа. В кино дебютировал в 1989 году в фильме Эрика Рошана «Безжалостный мир» (Un monde sans pitié) при участии Ипполита Жирардо и Мирей Перьё. Первая роль принесла ему и первый успех — Иван получил «Сезар» как самый многообещающий новичок.
Как режиссёр дебютировал в 1997 году короткометражкой «У меня была женщина». А в 2001 снял мелодраму «Моя жена-актриса», где сыграл в паре с Шарлоттой Генсбур, с которой проживает в незарегистрированном браке с 1991 года и воспитывает троих детей.
Актёрская карьера Атталя перебирается через океан и он появляется в лентах Голливуда. В 2005 он сыграл в триллере Сидни Поллака «Переводчица» и в «Мюнхене» Спилберга, а в 2007 — в третьей части комедийного боевика «Час Пик».