Lola Doillon pertenece de lleno a la familia del cine, por ser hija del cineasta Jacques Doillon y de la montadora Noëlle Boisson. Por si fuera poco, es pareja del realizador Cédric Klapisch.

Comenzó como foto fija en la pelicula de su padre «El joven Werther», realizada en 1993, para luego hacer de asistente en sus siguientes largometrajes. La misma labor que ha desempeñado para su compañero sentimental a partir de «Una casa de locos». En solitario debutó hace cinco años con «Et toi t'es sur qui?», acerca de chicos y chicas que se enfrentan a su primera vez en el sexo.

En su segundo largometraje explora en el Síndrome de Estocolmo trasladado a una relación entre un hombre y una mujer. La secuestrada se enamora de su captor, quien desea vengar el error médico que acabó con la vida de su esposa. La doctora retenida es Kristin Scott Thomas.