父親是作家陸天明，姑姑是作家陸星兒。當年陸天明和妻子從上海去新疆兵團成為下鄉知青，陸川在新疆出生，4歲時，陸川就隨調到中央廣播文工團的父母來到了北京。 1993年畢業于解放軍國際關系學院英國語言文學專業；1998年畢業于北京電影學院，獲導演系碩士學位；1998年8月到中國電影集團藝術創作人員中心任導演；2001年簽約華誼兄弟太和影視投資有限公司，成立陸川工作室。同年執導處女作《尋槍》。 《尋槍》因為有姜文的參與，外界一致評論電影里姜文的色彩太過濃厚，有不少人認為這是一部姜文電影而非陸川電影。2004年，陸川又推出自己的第二部導演作品《可可西里》，電影講述了荒涼的無人區，可可西里巡山隊員們與瘋狂兇殘的藏羚羊盜獵分子展開殊死斗爭，最終全部犧牲的慘烈故事。本片一經推出即受到一致贊譽，獲得了許多國際和國內的獎項。也使陸川成功躋身成功導演的行列。2008年陸川的新作是以南京大屠殺歷史事件為背景的《南京！南京！》。
2010年5月1日，陸川執導的世博會國家館主展影片《歷程》在國家館49米層電影館正式上映。
2012年9月，陸川和北京國資委及國家體育場合作，以鳥巢為舞臺成功編排并執導了大型實景演出《鳥巢·吸引》 ?，這臺音樂實景云集了包括譚晶，吳克群等眾多明星的參與，在鳥巢成功演出三年 ?；9月8日，陸川的第四部電影作品《王的盛宴》在多倫多電影節舉行了全球首映，11月29日于內地公映，影片獲得第17屆亞洲電影大獎五項提名。
2014年，籌備編排大型室內秀演《絲路神話》；同年陸川編劇并執導電影《九層妖塔》，影片由趙又廷、姚晨主演 ?。電影于2015年9月30日公映，取得了6.82億的票房成績，并獲得2015中美電影節最佳導演、年度電影金天使獎，第七屆歐洲萬象國際華語電影節最佳導演、最佳影片獎。
2016年，陸川執導電影《生于中國》，即將全球公映。
和迪士尼合作他的首部關于自然的英文電影，預計2017年4月上映。啟動《九層妖塔》第二部的籌備拍攝，并正式更名為《749:異族崛起》 ?。
2016年初，紐約電影制片人宣布美國作家何偉（Peter Hessler）的暢銷書《江城》（River Town）將被改編成電影，中國導演陸川將確定擔任導演及制片人，與美方制作團隊一同創作拍攝，本片現已進入前期籌備階段。? 8月，執導自然動物電影《我們誕生在中國》?。
2016年12月6日，由人民網、環球時報、環球網和《環球TIME》新聞客戶端聯合主辦，環球網承辦的2016環球風尚年度盛典召開，被授予“風尚領秀”人物。以表彰其憑借自身影響力，向全社會釋放公益與時尚的跨界力量。
