Né le 18 juin 1961 dans le Val-de-Marne, Laurent Grévill intègre le milieu du spectacle par le biais des planches. Après avoir pris des cours d'art dramatique auprès d'Andréas Voutsinas, entre 1982 et 1985, il réussit le concours d'entrée à l'Ecole des comédiens de Nanterre-Ammandiers. C'est là qu'il rencontre Patrice Chéreau qui le forme, et le fait débuter sur grand écran dans Hôtel de France, en 1987.

Ne renonçant pas à ses activités théâtrales, il se partage alors, jusqu'au début des années 90, entre télévision et cinéma, apparaissant aussi bien dans les téléfilms Le Chemin solitaire (1984) ou Moi, Général de Gaulle (1990), que dans Camille Claudel de Bruno Nuytten (1988). C'est après cette période qu'il délaisse quelque peu le petit écran pour le grand, où il s'impose comme un solide second rôle, au fil du temps et de ses collaborations avec des réalisateurs singuliers tels que Jean-Pierre Améris (Le Bateau de mariage) ou Noémie Lvovsky (Oublie-moi).

Absent des écrans entre 1998 et 2002, c'est sous le signe du polar qu'il entame les années 2000 au cinéma, devant la caméra de Guillaume Nicloux (Une affaire privée), qu'il retrouvera à l'occasion du Le Concile de pierre, en 2006. Entre temps, Laurent Grévill aura été vu chez Neil Jordan (L'Homme de la Riviera), Catherine Corsini (Mariées mais pas trop) et Gilles Bourdos (Inquiétudes), ainsi que dans le premier long métrage de Valeria Bruni Tedeschi, Il est plus facile pour un chameau... (2003). L'actrice-réalisatrice à laquelle il reste fidèle, quatre ans plus tard, avec Actrices, avant de jouer aux côtés de Kristin Scott Thomas dans le premier film de l'écrivain Philippe Claudel, Il y a longtemps que je t'aime.