Lucas Belvaux naît le Né le 14 novembre 1961 en Belgique. A 16 ans, il abandonne ses études et part à Paris dans le but de devenir comédien. Il s'inscrit dans un cours privé et une rencontre avec un agent lui permet de décrocher ses premiers rôles. Il débute au cinéma en 1981 dans Allons z'enfants d'Yves Boisset avant de tourner quatre ans plus tard pour Claude Chabrol (Poulet au vinaigre) et Jacques Rivette (Hurlevent). En 1986, il joue dans Désordre, premier long-métrage d'Olivier Assayas puis tourne à nouveau pour Chabrol cinq ans plus tard dans Madame Bovary.

Dans la même période, Lucas Belvaux se tourne vers la mise en scène. Son premier film, Parfois trop d'amour, passe inaperçu, ce qui n'est pas le cas de sa comédie Pour rire !, qui obtient un bon accueil critique en 1996. Il se lance ensuite dans une trilogie composée d'Un couple épatant, de Cavale et d'Après la vie, trois films qui abordent respectivement les genres de la comédie, du thriller et du mélo et qui lui valent un Prix Louis-Delluc.
Parallèlement à sa carrière de cinéaste de plus en plus accomplie, Belvaux continue de jouer la comédie. On le retrouve ainsi dans Demain on déménage, Joyeux Noël de Christian Carion ou encore Pars vite et reviens tard de Régis Wargnier. En 2006, il se dirige dans son sixième film, La raison du plus faible. Trois ans plus tard, il dirige Yvan Attal dans Rapt avant de retrouver le comédien en 2012 dans son dernier film 38 témoins.