1997年,路易斯·莱特里尔参与制作了由让-皮埃尔·热内执导的科幻恐怖片《异形4》;随后路易斯·莱特里尔回到法国,与吕克·贝松合作,为网际网络俱乐部和欧莱雅公司拍摄广告。1998年,参与制作了由吕克·贝松执导的传记电影《圣女贞德》。
2002年1月30日,由阿兰·夏巴执导的冒险喜剧片《高卢英雄之埃及艳后的使命》上映,路易斯·莱特里尔作为副导演参与了影片的拍摄;10月11日,与中国香港导演元奎联合执导的动作电影《非常人贩》上映,这是其首次担任导演。
2005年2月2日,执导的动作电影《狼犬丹尼》上映,影片由李连杰、摩根·弗里曼、鲍勃·霍斯金斯等主演;8月3日,执导的动作电影《非常人贩2》上映,该片由杰森·斯坦森、安贝·瓦莱塔、弗朗索瓦·贝雷昂等联袂主演。
2008年,路易斯·莱特里尔执导了由爱德华·诺顿、蒂姆·罗斯、丽芙·泰勒等主演的科幻动作片《无敌浩克》,影片全球票房达2.634亿美元。
2010年,执导了由萨姆·沃辛顿、连姆·尼森、拉尔夫·费因斯等主演的奇幻动作片《诸神之战》,影片全球票房达4.93亿美元。2012年,路易斯·莱特里尔在由乔纳森·理贝斯曼执导的奇幻动作片《诸神之怒》中担任监制。
2013年,拍摄了由杰西·艾森伯格、伍迪·哈里森、艾拉·菲舍尔等主演的魔术犯罪片《惊天魔盗团》,影片全球票房达3.51亿美元。
2016年2月24日,执导的动作喜剧片《王牌贱谍:格林姆斯比》上映,该片由萨莎·拜伦·科恩、马克·斯特朗等主演;6月2日,担任监制的魔术犯罪片《惊天魔盗团2》上映。
2017年,出演了由吕克·贝松执导,戴恩·德哈恩、卡拉·迪瓦伊、克里夫·欧文等联合主演的科幻片《星际特工:千星之城》。
路易斯·莱特里尔的父亲是导演,母亲是艺术指导。
路易斯·莱特里尔十分擅长对大场面的把控及设计。擅长hold住动作场面和玩酷风格。更能将两种风格迥异的电影元素揉和在一起。在电影《非常人贩2》中,他将影像视觉诠释得酣畅淋漓。在他的电影世界里,无一不充满视觉享受和画面炫酷。在电影《无敌浩克》中,路易斯·莱特里尔还原了漫画中那个单纯而又贴近本能地宣泄内心愤怒的绿巨人,浩克变得更有战斗力,更具破坏力,让观众观赏起来更加过瘾。在首次执导的高智商犯罪类型电影《惊天魔盗团》中,路易斯·莱特里尔表现出了令人惊喜的把控能力。