Après des études de sciences et techniques de l’environnement à Jussieu, Pierre-Loup se forme au Cours Florent auprès de Rémi Chenylle et Francis Huster, puis au Théâtre des Amandiers auprès de Pierre Romans et Patrice Chéreau. Repéré par le directeur de casting Dominique Besnehard, il reçoit le César du jeune espoir en 1984 pour Souvenirs souvenirs d’Ariel Zeïtoun.
Il enchaîne ensuite les tournages au cinéma comme à la télévision, d’À nos amours de Maurice Pialat à Garçon ! de Claude Sautet, en passant par La Nouvelle Ève de Catherine Corsini, jusqu’à la série R.I.S. pour TF1, après laquelle il met un terme à sa carrière d’acteur.
Depuis 2012, il devient auto-producteur-réalisateur, avec la société Ululato et Jean-Louis Langlois, de nombreux films dont Jeunes Gens, Testostérone, Dans sa bulle, Qui l’eût cru ?, Ritornu, La Lugagne, Moi-je, À la pêche, Sculptures (très) éphémères, Une semaine en Mauritanie, Musicien, La Voix de garage et Oyot.
Il se tourne également vers la mise en scène, pour Tom Novembre au Splendid, au Théâtre Grévin, au Palais des Glaces et au Théâtre La Bruyère, puis pour Oblomov d’Ivan Gontcharov au Théâtre Montreux Riviera, Un fils de notre temps d’Ödön von Horváth au Théâtre Lucernaire, 37 ans d’Antoine Herbez au Théâtre Essaïon, La Partition de P-L Rajot au Théâtre Le Ranelagh, et À la vie ! de Jean-Louis Milesi et Robert Guédiguian au Théâtre Mouffetard et au Théâtre Toursky.
En 1995, il signe également la scénographie des Enfoirés du cœur au Zénith.
Il travaille aujourd’hui sur plusieurs projets : Sans désemparer, de et avec Isabelle Habiague (ADAMI déclencheur), Carottes râpées, un scénario coécrit avec O. Daniel, et Qui a fait quoi ?, une pièce d’Olivier Daniel.
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