Fils de comédiens, Lou Ye est diplômé de 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. Il y réalise une poignée de courts et obtient son diplôme en 1989. En 1994, il signe son premier long métrage, Weekend lover (Prix Fassbinder au Festival de Mannheim), portrait d'une jeunesse sans repères à Shangai.

Le public occidental découvre Lou Ye en 2000 avec son deuxième long métrage, Suzhou River, histoire d'amour teintée d'onirisme, tournée en caméra subjective. Après cet opus très remarqué, primé à Rotterdam (mais interdit en Chine), le cinéaste s'attelle à l'ambitieux Purple Butterfly, une fresque consacrée au conflit sino-japonais des années 30, avec Zhang Ziyi. Le film est présenté au compétition au Festival de Cannes en 2003, tout comme, trois ans plus tard, Une jeunesse chinoise. L'auteur revient cette fois sur les événements de la Place Tian An Men, à travers la relation amoureuse de deux étudiants. Il brise ainsi un tabou, ce qui lui vaut (après avoir connu des difficultés avec la censure pour ses films précédents) une interdiction de tourner en Chine pendant cinq ans. Loin de se décourager, il réalise dès la fin de l'interdiction Nuits d'ivresse printanière, qu'il fait co-produire par des sociétés de Hong-Kong et de France pour échapper à la censure. Le film, présenté au festival de Cannes de 2009, remporte le prix du scénario.