Pierre-Marie Poirier suit des études en classe préparatoire scientifique puis intègre en 2005 le Conservatoire National Supérieur d’Art Dramatique de Paris où il suit les classes de Dominique Valadié, Andrzej Seweryn, Daniel Mesguich, Nada Strancar, Philippe Torreton. Il rencontre, lors de stages, Krystian Lupa et Cédric Klapisch. Au théâtre, il crée et joue Fantaisies, création musicale de Pierre-Marie et Tristan Poirier, travaille sur Euphonia, opéra de Mickaël Lévinas, joue dans Ithaque de Botho Strauss, mis en scène par Jean-Louis Martinelli au Théâtre Nanterre-Amandiers. Il est collaborateur artistique sur le spectacle André, qui se joue au théâtre Vidy-Lausanne et au théâtre du Rond Point. Il joue et met en scène le spectacle Pays Natal au Théâtre Liberté de Toulon et au Théâtre Nanterre-Amandiers. Il tourne également sous la direction de Caroline Huppert