Laurent Heynemann est né le 9 novembre 1948 à Paris, au sein d’une famille juive. C’est en 1974 que sa carrière commence grâce à sa collaboration avec Bertrand Tavernier qu’il assiste sur la réalisation de ses deux premiers films, L’Horloger de Saint-Paul (1974) et Que la fête commence(1975). Au cours de ces années, il occupe également la fonction d’assistant réalisateur chez Michel Mitrani (Les Guichets du Louvre – 1974) et Yves Boisset (Folle à tuer – 1975).

En 1975, Laurent Heynemann épouse la réalisatrice et scénariste Caroline Huppert avec qui il a deux enfants, Justine — qui devient actrice et metteuse en scène — et Baptiste.

Deux ans plus tard, en 1977, sa carrière prend un nouveau tournant puisqu’il réalise son premier long-métrage, La Question, adapté du livre-témoignage de Henri Alleg sur la torture durant la guerre d’Algérie. Emmené par Jacques Denis et Nicole Garcia, le film reçoit le Prix Spécial du Jury au Festival de San Sebastian.

Les années qui suivent sont marquées par la réalisation de plusieurs films : Le Mors aux dents (1979), Il faut tuer Birgitt Haas (1981) ; Stella (1983), Les mois d’avril sont meurtriers (1987).

En parallèle de son activité, Laurent Heynemann devient président de la Société des Réalisateurs de Films en 1983. Deux ans plus tard, en 1985, il participe à l’élaboration de la Loi de 1985 sur le droit d’auteur.

À partir des années 1990, le cinéaste se diversifie et travaille surtout pour la télévision. S’il n’abandonne pas le 7e Art et offre même un César de la meilleure actrice à Jeanne Moreau pour La Vieille qui marchait dans la mer (1991), il signe la réalisation de plusieurs épisodes de séries (L’Instit, Deux flics…) et de plusieurs téléfilms (La Place du père, Cognacq-Jay, Cœur de cible, J’ai rendez-vous avec vous…).

Après un dernier long-métrage (Un aller simple – 2001), Laurent Heynemann délaisse le cinéma pendant de nombreuses années pour se consacrer essentiellement au petit écran.

En 2004, il devient président la SACD (Société des Auteurs et Compositeurs Dramatiques). Parmi ses autres distinctions, il y a également le titre de Commandeur de l’ordre des Arts et des Lettres en 2010 et, un an plus tard, celui de Chevalier de la Légion d’Honneur.

En 2019, dix-huit ans après avoir réalisé son dernier long-métrage, Laurent Heynemann fait son grand retour au cinéma avec le film historique Je ne rêve que de vous, porté par Elsa Zylberstein et Hippolyte Girardot et présenté cette année-là au Festival du Film Francophone d’Angoulême.