Hijo de Hernán Larraín, senador y presidente de la UDI, partido chileno de derecha, y de Magdalena Matte, exministra de Vivienda y Urbanismo en el gobierno de Sebastián Piñera, estudió comunicación audiovisual en la Universidad de Artes, Ciencias y Comunicación (UNIACC).Es socio fundador de Fábula, una empresa dedicada al desarrollo de cine y comerciales donde ha desempeñado diversos proyectos. Su primer largometraje, “Fuga”, lo dirigió en 2005, fue estrenado comercialmente en Chile en marzo de 2006 y obtuvo reconocimiento internacional al ganar varios premios en festivales, particularmente en los de Cartagena, Málaga y de Cine Latinoamericano de Tieste. Sus siguientes películas ”Tony Manero” y “Post Mortem”, consolidaron su éxito. En 2011 debutó como director de una serie televisiva, “Prófugos”. Su cuarto largometraje es “No”, una película en la que el mexicano Gael García Bernal interpreta a un publicista que desarrolla una campaña a favor del “No” en el plebiscito de 1988, para impedir que Augusto Pinochet siguiera en el poder. En febrero de 2015 estrenó su quinta película, “El club”, en la Berlinale, donde obtuvo el Oso de Plata-Gran Premio del Jurado. Debutó en el género del videoclip en 2013, con uno para la canción “Detrás del alma”, que forma parte del nuevo álbum “Se caiga el cielo” del grupo “Electrodomésticos”. Al año siguiente dirigió por primera vez una ópera: “Katia Kabanova” de Leo Janácek, estrenada en el Teatro Municipal de Santiago.
   A pesar de su conexión familiar derechista, su obra como cineasta no tiene nada que ver con esa corriente política y, en cualquier caso, es la de un antipinochetista convencido. “En Chile, la derecha es responsable directa, a través del gobierno de Pinochet, de lo que pasó con la cultura en esos años, no solo con la eliminación y la no propagación de ella sino, también, en la persecución de autores y artistas”, declaró Larraín a la agencia EFE en 2008. Afirmó que “Chile estuvo casi veinte años sin posibilidad de expresarse desde el punto de vista artístico” y opinó que “la derecha en el mundo no tiene mucho interés por la cultura y eso revela la ignorancia que probablemente tienen, porque es difícil que alguien disfrute o se encante con cosas que no conoce”.