Эмиль Владимирович Лотяну родился 6 ноября 1936 года в селе Секуряны на Черниговщине. В 1953-1955 годах учился на актерском факультете школы-студии им. В.И.Немировича-Данченко при МХАТ. В 1962 году он окончил режиссерский факультет ВГИКа, где занимался в мастерской Г.Рошаля и Ю.Геники, и начал работать на киностудии «Молдова-фильм», где дебютировал героико-революционной лентой «Ждите нас на рассвете» (1963).
В 1966 году Эмиль Лотяну поставил картину о молдавских чабанах «Красные поляны», ставшую исходной точкой его поэтико-романтической линии в режиссуре. С 1973 года Эмиль Лотяну перешел работать на «Мосфильм». В кинопоэме о народных музыкантах «Лаутары» (1972), отмеченной призом кинофестиваля в Сан-Себастьяне, творческая концепция режиссера получила особенно яркое выражение благодаря синтезу зрительных образов и музыки.
Музыкальность и поэтичность остались для Э.Лотяну важнейшим элементом стиля и в его экранизациях М.Горького – картина «Табор уходит в небо» (1976), удостоенная главного приза кинофестиваля в Сан-Себастьяне, – и А.П.Чехова – «Мой ласковый и нежный зверь» (1978).
В 1983 режиссер поставил фильм «Анна Павлова» – по биографии великой русской балерины Анны Павловой. В конце 1980-х он вновь вернулся на «Молдова-филм», работал на молдавском телевидении, где экранизировал поэму М.Эминеску «Лучафэрул».
Его фильмы неоднократно отмечались призами крупнейших международных фестивалей. Э. Лотяну также автор нескольких сборников стихов и сборника рассказов.
Скончался 18 апреля 2003 года, похоронен в Москве на Ваганьковском кладбище.