Louis Garrel byl nejspíš od kolébky předurčen pro kariéru u filmu. Jako potomek režiséra Phillipa Garrela a herečky Brigitte Sy se objevil před kamerou už jako dítě v otcově filmu Les baisers de secours (1989), kde hrál syna své matky. Výmluvný začátek těsného spojení mezi filmovými rolemi a jeho reálným životem, které se stalo charakteristickým pro jeho další kariéru.
Po studiu na Pařížské konzervatoři, se začal před kamerou objevovat pravidelně. Zahrál si ve dvou filmech na téma bouřlivého roku 1968, v Bertolucciho Snílcích (2003) a Pravidelných milencích (2005) svého otce, kde za svůj herecký výkon získal Césara. Renomé nejromantičtějšího francouzského herce stvrdil, když filmový vztah s režisérkou a hlavní herečkou filmu Herečky (2007) Valerií Bruni Tadeschi přenesl i do reality.
Postupně se ale kromě herectví začal zaměřovat i na filmovou režii. Natočil tři krátké filmy, kdy poslední z nich La règle de trois (2011) později rozpracoval do svého celovečerního debutu Dva přátelé (2015). V příběhu o milostném trojúhelníku a těžké zkoušce mužského přátelství ztvárnila hlavní ženskou roli íránská herečka Golshifteh Farahani.
Charakteristické zaměření na city a partnerské vztahy se projevilo i v jeho druhém celovečerním filmu Věrní nevěrní (2018). Garrel zde v hlavní mužské roli musí volit mezi dvěma ženami: Evou (Lily-Rose Depp) a Marianne, kterou si zahrála jeho skutečná manželka Laetitia Casta.
