Né à Paris, Louis Leterrier a baigné dès son plus jeune âge dans le milieu artistique avec un père réalisateur et une mère créatrice de costumes. En dépit des velléités de batteur, il se lance dans le cinéma en débutant par un court métrage. Après quelques stages effectués dans la publicité, il part suivre des études à New York, où il apprivoise tous les métiers du cinéma. Sa rencontre avec un certain Jean-Pierre Jeunet, exilé aux Etats-Unis pour le tournage d'Alien IV, la résurrection, et qui recherche des collaborateurs bilingues, est déterminante. De retour en France, il enchaîne les collaborations : avec Jean-Paul Salomé, sur le souriant Restons groupés, puis sur le Jeanne d'Arc de Luc Besson. Là encore, c'est un jalon dans sa jeune carrière, puisqu'il assiste le réalisateur non seulement sur l'épopée de la Pucelle, mais aussi sur des publicités, notamment celle pour "L'Oréal", signées Besson.