Lui qui se plaignait d'être nul à l'écrit avait été l'auteur de tous ses scénarios, dont quelques adaptations de romans: La Machine (1994), d'après le roman de René Belletto (P.O.L, Folio), Monsieur Ibrahim et les fleurs du Coran (2003), qui a valu un césar à Omar Sharif, d'après le roman d'Eric-Emmanuel Schmitt (Albin Michel, Le Livre de poche), Inguélézi (2004), déclinaison de son propre roman paru chez Actes Sud la même année, et bien sûr La Chambre des officiers (2001), fresque sur les gueules cassées de la Première Guerre mondiale. Le film, huit fois nommé aux Césars et en compétition au Festival de Cannes, est l'adaptation du livre de Marc Dugain publié chez Lattès en 1998 et disponible chez Pocket et en audiolivre chez Sonobook.
François Dupeyron avait également réalisé C'est quoi la vie?, grand prix au Festival de San Sebastien, et scénarisé l'adaptation du film de Frédéric Aubrutin et Gérard Depardieu, Un pont entre deux rives, d'après le roman d'Alain Leblanc (Anne Carrière).
Son dernier long métrage, inspiré par l'un de ses livres, Mon âme par toi guérie, est sorti en 2013. A cette occasion, il avait écrit un "coup de gueule" mémorable sur le financement du cinéma français, digne "d'un système soviétique où la télévision a droit de censure". Sans doute pour cela, l'ancien militant d'extrême gauche, qui a filmé les délaissés de la banlieue, les migrants kurdes et les paysans en détresse, a préféré écrire.
En 2002, Fayard édite son premier roman, Jean qui dort, l'histoire d'un agriculteur qui sombre en dépression. Après Inguélézi, Actes Sud publie Le grand soir, biographie romancée autour de Gustave Courbet. Passé chez Léo Scheer, François Dupeyron écrit Chacun pour soi, Dieu s'en fout (2009), qui sera à l'origine du scénario de Mon âme par toi guérie, puis Où cours-tu Juliette? (2010), errance d'une jeune fille qui cherche sa voie. Il rédige aussi une préface pour Thomté Ryam (En attendant que le bus explose, Le Rocher, 2009).
Ce besoin d'écrire ne servait pas qu'à combler l'absence de cinéma. A Antoine de Baecque, dans Libération, il expliquait: "J'avais toujours trouvé qu'il existait un manque dans l'objet scénario, bâtard, une sorte de nouvelle non aboutie. Le roman, pour moi, comble ce manque du scénario."