Né en 1965 à Shangaï, Lou Ye a grandi auprès de parents comédiens. Il fréquente l'École des Beaux-Arts de Shanghai (section animation) en 1983 et intègre deux ans plus tard le département réalisation de la Beijing Film Academy où il réalise quelques courts métrages avant d'obtenir son diplôme en 1989...
Son premier long-métrage, en 1994, Week end lover a déjà affaire avec la censure.
Le deuxième, Suzhou River (le premier diffusé en France) est tourné clandestinement dans les rues de Shanghai et mêle une vision réaliste de la Chine à une vision fantasmée du cinéma à travers un scénario qui rend hommage au Vertigo d'Hitchcock. Le film est interdit en Chine malgré un grand prix au Festival de Rotterdam.
Lou Ye est ensuite selectionné au Festival de Cannes et il devient difficile de l'ignorer. Cerrtes son Purple Butterfly reste inédit et reçoit un accueil mitigé mais Une jeunesse chinoise (2006) est distingué. Lou Ye y aborde les événements de la place Tienanmen de 1989, filme la répression, et ce film lui vaut cinq ans de « bannissement ».
En 2009, Nuit d'ivresse printanière, tourné clandestinement, permet à Lou Ye de revenir en compétition au festival de Cannes. Le film aborde un nouveau tabou, celui de l'homosexualité et de la bisexualité, et remporte un prix du scénario.
En 2011, Love and bruises, tourné à Paris avec Tahar Rahim, est une approche de la ville très personnelle en même temps que l'étude d'une passion sexuelle.