Petit fils de l’acteur Maurice Garrel, c’est devant la caméra de son père Philippe Garrel, que Louis Garrel fait ses premiers pas au cinéma en 1989, dans Les Baisers De Secours. Il a pourtant débuté à 14 ans par des cours de théâtre au collège qu’il fréquentait alors, cours qu’il a poursuivi dans le conservatoire de son quartier.

Après des études littéraires passées au Lycée Fenelon à Paris, il n’obtient pas son bac, mais intègre le conservatoire national supérieur d’art dramatique. En élève discipliné, il gravit un à un tous les échelons qui le mèneront vers son début de carrière. Entre les projets qu’il réalise au sein du conservatoire et quelques stages, comme celui effectué à la prestigieuse école de cinéma La Fémis, avec Phillipe Garrel pour maître de stage, Louis continue de s’investir dans des productions au Cinéma.

En 2001, Rodolphe Marconi lui témoigne sa confiance pour son film Ceci Est Mon Corps, où il joue aux côtés de Jane Birkin. Il enchaîne avec le tournage du film La Guerre À Paris de Yolande Zauberman en 2002. En 2003 il donne la réplique à Michael Pitt et Eva Green dans Innocents (the Dreamers), film qui retrace l’exploration sexuelle et sentimentale de trois adolescents, un frère, sa sœur et un de leurs amis venu en vacances des Etats-Unis. Ce film qui a pour fond de toile un Paris en mai 68 marque sa rencontre avec le cinéaste Bernardo Bertolucci.

En 2004, Louis Garrel est à l’affiche de Ma Mère de Christophe Honoré, aux côtés d’Isabelle Huppert et Emma de Caunes. Il y joue un adolescent qui voue un amour aveugle à sa mère. Louis se révèle comme un acteur sans complexes, qui n’hésite pas à se dénuder pour le besoin des personnages qu’il incarne. On dit de lui qu’il est un grand acteur en devenir, salué à maintes reprises par la critique.

De nouveau sous la direction de son père, Louis Garrel fait ses preuves en 2004 dans Les Amants Réguliers, film grâce auquel il reçoit en 2006 le césar du meilleur espoir masculin.
En 2006, il est à nouveau dirigé par Christophe Honoré dans le film intitulé Dans Paris aux côtés de Romain Duris et de Guy Marchand. En 2007, il joue dans Les Chansons D’Amour sélectionné en compétition officielle du festival de Cannes et dans Actrices de Valeria Bruni-tedeschi. Il tourne dans La Frontière De L’Aube de Philippe Garrel, son père.

En 2008, il réalise son premier court métrage Mes Copains. En parallèle il tourne à nouveau avec Christophe Honoré dans La Belle Personne où il interprète un professeur d’italien.

En avril 2009, Louis Garrel est lauréat du Prix Patrick Dewaere. La même année, retrouvailles avec le réalisateur Christophe Honoré pour qui il tourne dans Non Ma Fille Tu N’Iras Pas Danser avant de retrouver Julie Depardieu pour le drame sentimental Le Mariage À Trois de Jacques Doillon. En 2010, Louis Garrel retourne derrière la caméra et dirige Léa Seydoux dans le court-métrage Petit Tailleur puis l’année suivante, ne changeant pas une équipe qui gagne, Christophe Honoré le réunit avec Catherine Deneuve, Ludivine Sagnier et Chiara Mastroianni pour son film Les Bien-aimés qui lui présenté en Clôture Hors Compétition du 64ème Festival International Du Film De Cannes 2011. La même année, son père le dirige de nouveau dans Un Été Brûlant aux côtés de Monica Belluci. Puis il passe de nouveau derrière la caméra pour écrire, diriger et jouer dans le court-métrage La Règle De Trois.

En 2013, il tient un petit rôle dans la comédie déjanté Les Coquillettes avant de tomber sous le charme de Valeria Bruni-tedeschi dans son second long métrage Un Château En Italie. Il est aussi à l’affiche de La Jalousie, avec Anna Mouglalis, toujours sous la direction de son père Philippe Garrel.

L’année suivante il rejoint le biopic Saint Laurent de Bertrand Bonello aux côtés de Gaspard Ulliel et Jérémie Renier.

En 2015, il est le narrateur du dernier film de son père Philippe Garrel, L’Ombre Des Femmes avant de retourner derrière le caméra pour son premier long-métrage Les Deux Amis.

Courts métrages
2008 : Mes copains
2010 : Petit Tailleur
2011 : La Règle de trois
Prix Jean-Vigo du court métrage 2012

Long métrage
2015 : Les Deux Amis