Daniele Luchetti comincia la sua carriera professionale nel cinema come assistente e aiuto regia per Bianca (1984) e La messa è finita (1985) di Nanni Moretti.
È lo stesso Nanni Moretti che, con la sua casa di produzione Sacher FIlm, produce nel 2008 l’esordio alla regia Domani accadrà, commedia scritta con Franco Bernini, Angelo Pasquini e Sandro Petraglia, vincitrice del David di Donatello per il miglior film esordiente, del Globo d’oro per la miglior opera prima e della menzione Camèra d’oro al Festival di Cannes.
Ancora premi di prestigio per i film successivi: Il portaborse (1991), David di Donatello per la Migliore Sceneggiatura (scritta con Rulli e Petraglia) e Ciak d’oro come Miglior Film e Migliore Sceneggiatura e nomination per la Palma d’oro al Festival di Cannes; La scuola (1995), campione di incassi e David di Donatello come Miglior Film e Globo d’oro come Miglior Sceneggiatura, scritta con Rulli, Petraglia e Domenico Starnone; Mio fratello è figlio unico (2007), David di Donatello e Nastro d’argento come Miglior Sceneggiatura, scritta con Rulli e Petraglia, Globo d’oro come Miglior Film; La nostra vita (2010), David di Donatello come Miglior regista, Nomination per la Palma d’oro e Premio come Miglior attore a Elio Germano al Festival di Cannes.
Di ispirazione autobiografica l’ultimo film, del 2013, Anni felici, interpretato da Kim Rossi Stuart e Micaela Ramazzotti.
È anche un regista molto apprezzato di spot pubblicitari.

Daniele Luchetti, nel corso di regia cinematografica Tracce, guida un’esercitazione pratica sulla direzione degli attori che si svolge nell’arco di un’intera giornata di lezione. A essere coinvolti sono decine di coppie di giovani attori e attrici, chiamati a recitare, di volta in volta, brani di testi teatrali, scene di film, estratti di sceneggiatura di serie tv. I giovani interpreti sono diretti dai corsisti di regia Tracce, con la supervisione, l’incoraggiamento e i consigli di Daniele Luchetti.