Seine Kindheit verbrachte er an verschiedenen Küsten in Europa. Als Sohn von zwei Tauchlehrern reiste er mit seinen Eltern nach Italien, Griechenland und Jugoslawien. Danach kehrten sie nach Frankreich zurück. Bereits mit 16 Jahren war Luc Besson als Autor tätig. In diesem Alter schrieb er den Roman zu ‘Das fünfte Element‘, den er später in ein Drehbuch umarbeitete und erfolgreich verfilmte. Außerdem schrieb er einen Drehbuchentwurf zu ‘Im Rausch der Tiefe‘.

In Paris machte sich Besson erstmals mit dem Medium Film vertraut. Dann reiste er nach Amerika und beobachtete die dortige Filmszene. Wieder zurück in Frankreich gründete er seine erste Produktionsfirma ‘Les Films de Loups‘, die heute ‘Les Films de Dauphins‘ heißt. Der französische Regisseur war von 1986 bis 1991 mit der französischen Schauspielerin Anne Parillaud verheiratet. Mit ihr drehte er nicht nur seinen Erfolgsfilm ‘Nikita‘, sondern hat auch eine gemeinsame Tochter mit ihr.

Aus seiner Beziehung mit der französischen Schauspielerin und Regisseurin Maïwenn Le Besco stammt die gemeinsame Tochter Shana. 1997 heiratete er das Model Milla Jovovich. Die Ehe hielt bis 1999. 2004 kam er mit seiner Frau Virginie Besson-Silla zusammen. Sie ist eine kanadische Filmproduzentin. Das Paar hat drei Töchter.