Louis Langrée est né le 11 janvier 1961 à Mulhouse. Son père, Alain Langrée, ancien enseignant au lycée Schweitzer, est un organiste bien connu dans la région.
La famille habite alors Riedisheim et c’est donc au conservatoire de Mulhouse qu’il commence ses études musicales avec Jean Boucly pour le piano, puis Daniel Morlier pour la flûte. C’est avec cet instrument qu’il découvre la pratique de la musique de chambre.
L’option musique n’existant pas encore dans les lycées mulhousiens, c’est au lycée Kléber et au conservatoire de région de Strasbourg qu’il poursuit ses études. C’est donc à Strasbourg qu’il fera deux rencontres déterminantes : son professeur d’analyse musicale, René Schmitt, dont il dira : «Il nous subjuguait par la passion qui le dévorait. Quand il parlait des opéras de Wagner ou des symphonies de Mahler, il était presque en larmes !» et Alain Lombard, alors directeur musical de l’Orchestre Philharmonique de Strasbourg et de l’Opéra du Rhin : «La première fois que j’ai entendu "en vrai" "Le Sacre du Printemps", "Daphnis et Chloé", la "Neuvième" de Beethoven, ce fut phénoménal ! La personnalité de Lombard était tellement imposante, écrasante pour le jeune étudiant que j’étais, que je ne pouvais pas m’identifier à lui, mais j’étais passionné par l’orchestre».
Après ses études, il débute comme chef de chant et assistant à l’Opéra de Lyon, au Festival d’Aix-en-Provence et au Festival de Bayreuth, puis, de 1989 à 1992, il est assistant à l’Orchestre de Paris.
De 1993 à 1998, il est directeur musical de l’Orchestre de Picardie, puis de 1998 à 2000, de l’Opéra de Lyon et, de 2001 à 2006, de l’orchestre philharmonique de Liège. En décembre 2002, il est nommé directeur musical du festival “Mostly Mozart“ de New York, en 2011 il est désigné chef principal de la Camerata Salzburg et, en avril 2012, directeur musical de l'Orchestre Symphonique de Cincinnati, poste pour lequel son contrat a été prolongé jusqu'en 2024. Depuis novembre 2021, il dirige le Théâtre national de l'Opéra-Comique à Paris.
Longtemps absent des fosses d'orchestre françaises (exception faite du festival d’Aix-en-Provence), il n'en poursuivait pas moins une carrière internationale brillante : Grand Théâtre de Genève, Scala de Milan, Metropolitan Opera de New York, Covent Garden de Londres, Staatsoper de Vienne… Il est également régulièrement invité aux BBC Proms, aux Wiener Festwochen, à la Mozartwoche de Salzbourg, au festival de Glyndebourne (plus d’une centaine de représentations !).
En concert, il dirige les plus grandes formations symphoniques, mais se produit régulièrement à la tête du Concerto Köln, du Freiburger Barockorchester, du Concert d’Astrée, de l’Orchestre des Champs-Elysées ou de l'Orchestra of the Age of Entlightenment. C’est d’ailleurs avec un ensemble d’instruments anciens, la Grande Ecurie et la Chapelle du Roi, qu’il a donné ses premiers concerts.