Клод Лелуш родился 30 октября 1937 года в Париже. Карьеру в кино начал в 13 лет в качестве оператора короткометражных фильмов. На кинофестивале в Каннах получил приз конкурса дебютов.
В 19 лет снял скрытой камерой документальный фильм об СССР «Когда поднимается занавес». В качестве ассистента оператора он работал в течение двух дней, как кинолюбитель из Франции, приехавший в Москву с туристической группой и случайно попавший на киностудию «Мосфильм», на съемках фильма «Летят журавли».
Всемирную славу принес Клоду фильм «Мужчина и женщина» - он удостоен «Золотой пальмовой ветви» на Каннском фестивале и двух «Оскаров», как лучший иностранный фильм и лучший оригинальный сценарий. Лелуш здесь проявил разносторонний талант и выступил как сценарист, режиссер, оператор и продюсер картины.
Став владельцем собственной кинокомпании «Фильмы 13», работал над такими картинами как «Приключение есть приключение», «С новым годом!», «Кошки-мышки» и др.
В 1988 году Лелуш снял фильм «Баловень судьбы», который получил две премии «Сезар», а в 1996 - фильм по роману Виктора Гюго «Отверженные», который, как лучший фильм на иностранном языке, был удостоен премии «Золотой глобус».
Одна из легенд гласит, что Лелуш снял девятиминутный ролик о своей поездке по ночному Парижу, гоняя со скоростью более 200 км/ч. И что по итогам поездки Лелуш получил срок в две недели заключения за превышение скоростного режима.
В 2007 году Лелуш снял фильм «Железнодорожный роман», который с успехом демонстрировался на закрытии Московского международного кинофестиваля.