Pierre-Louis Lions est né le 11 août 1956 à Grasse (France).
Élève à l’École normale supérieure de 1975 à 1979, il soutient sa thèse en 1978 et sa thèse d’État en 1979. Chercheur au CNRS de 1979 à 1981, il devient professeur à l’université Paris-Dauphine en 1981 jusqu’à son entrée au Collège de France en 2001. Il a par ailleurs enseigné à l’École polytechnique de 1983 à 2016.
Les travaux de Pierre-Louis Lions portent sur les équations aux dérivées partielles et leurs applications. Il a notamment introduit la théorie des solutions de viscosité en collaboration avec M. G. Crandall, la méthode de concentration-compacité, la théorie des jeux à champ moyen en collaboration avec J.-M. Lasry. Il a également obtenu le premier résultat d’existence globale de solutions de l’équation de Boltzmann en collaboration avec R. J. Di Perna, ainsi que des équations de Navier-Stokes dans le cas dit compressible.
Il est docteur honoris causa de sept universités et membre de onze académies dont l’Académie des sciences et l’Académie des technologies. Il a reçu la médaille Fields en 1994 ainsi que de nombreux prix ou distinctions. Il a également exercé et exerce de nombreuses autres responsabilités collectives aussi bien publiques que privées comme, par exemple, la présidence du conseil d’administration de l’École normale supérieure de 2009 à 2014. Il a, par ailleurs, participé à plusieurs start-up et en a cofondé deux (MFG Labs et Differential Knowledge).