Jednou z jeho prvních filmových příležitostí byla role Serge ve filmu Martine Dugowson Mina Tannenbaum z roku 1994, v němž hrály hlavní role Romane Bohringer a Elsa Zylberstein. Koncem devadesátých let se objevil jako Carella v akční komedii Patrice Leconta Poloviční šance, kde se před kamerou setkali Alain Delon, Jean-Paul Belmondo a Vanessa Paradis.

Na začátku nového tisíciletí spolupracoval s José Giovannim na filmu Zatracený otec. V roce 2002 dostal roli Loubeta v třídílné televizní adaptaci Izzoových detektivek Fabio Montale s Alainem Delonem v titulní roli. Následovaly další kriminální seriály, mimo jiné Komisař Moulin a Frank Riva, v němž ztvárnil Jimmyho Esperanzu.

Výrazný byl pro Defosseho rok 2004. Jean-Pierre Jeunet jej obsadil do Příliš dlouhých zásnub a Olivier Marchal do kriminálního dramatu Válka policajtů, kde jako Rolf Winterstein hrál po boku Daniela Auteuila a Gérarda Depardieua. Právě menší role policistů, zločinců a mužů pohybujících se na hraně zákona se staly jednou z charakteristických součástí jeho herecké kariéry.

Později se objevil například v životopisném filmu Coluche, příběh jednoho chlápka, kriminální komedii Le Mac nebo v seriálech Anděl ohně, Les Grands, Plus belle la vie, Munch a francouzské verzi seriálu Luther. V posledních letech se vrátil také k filmu: David Lanzmann jej obsadil jako Jacquese do Jours sauvages a Géraldine Danon do životopisného snímku Flo, kde ztvárnil lékaře v Brestu.

Defosse tak patří k hercům, jejichž jméno nemusí být širokému publiku okamžitě známé, ale jejich tvář se během několika desetiletí objevila vedle celé řady nejvýznamnějších osobností francouzského filmu – od Alaina Delona a Jean-Paula Belmonda přes Gérarda Depardieua a Daniela Auteuila až po Audrey Tautou.