Pierre Morel fait ses preuves comme cadreur et directeur de la photographie sur des productions de Luc Besson, comme Taxi 2 ou Le Transporteur. Suite à ces nombreux tournages en commun, une amitié s’installe peu à peu entre les deux hommes au point que le Nabab du cinéma français décide de confier au technicien la mise en scène de plusieurs films produits et distribués par sa société, EuropaCorp.

C'est ainsi que Pierre Morel passe à la réalisation avec Banlieue 13, une plongée au sein d'une cité futuriste où un officier de police doit faire équipe avec un jeune des quartiers pour retrouver et désamorcer une bombe. Le film rassemble près d’un million de spectateurs en France et une suite intitulée Banlieue 13 : Ultimatum (2008) est aussitôt mise en chantier ainsi qu’un remake, Brick Mansions (2014) avec Paul Walker. Mais Morel ne se charge pas de la mise en scène de ces derniers pour mieux se concentrer sur ses autres projets.

C'est en 2008 qu'il accède à la renommée internationale, avec Taken. Un film d'action haletant dans la lignée de La Mémoire dans la peau où un ancien agent des services secrets interprété par Liam Neeson cherche par tous les moyens à sauver sa fille, enlevée par des trafiquants à Paris. Le long métrage connaît un succès colossal et fait de Liam Neeson, à l'approche de la soixantaine, un action hero incontournable.

A travers ses prochains projets, Pierre Morel confirme être un spécialiste des films d'action : il met ainsi en scène John Travolta dans le buddy movie From Paris With Love en 2009 puis cinq ans plus tard Sean Penn dans Gunnman. Dans ce dernier, l'acteur campe un ex-agent des forces spéciales et ex-tueur à gages qui reprend les armes lorsque son ancien employeur tente de le faire tuer.