Figlio dello scultore Luca, morto nel 1993, Daniele Luchetti ha studiato Lettere e Storia dell´Arte. Nel anni ottanta frequenta la Scuola di cinema Gaumont e nel 1983 con il cortometraggio, "Nei dintorni di mezzanotte", partecipa alla realizzazione di Juke Box film che raccoglie cinque corti girati dagli allievi. E’ durante la scuola di regia che conosce Nanni Moretti che lo chiama prima come suo assistente per il film Bianca e poi come aiuto regista per La messa è finita. Sempre sotto la stella di Moretti, che lo produce per la sua Sacher Film, esordisce nel 1988 con il suo primo lungometraggio, Domani accadrà, col quale Luchetti vince il David di Donatello per il miglior film esordiente, e partecipa al Festival di Cannes ricevendo una menzione alla Caméra d´or. Il suo primo successo è Il portaborse, del 1991, che ha partecipato in concorso al festival di Cannes e ha vinto il David di Donatello come migliore sceneggiatura, miglior produttore, migliore interprete, migliore attrice non protagonista. Da una sua regia teatrale per lo spettacolo Sottobanco, tratto dai racconti di Domenico Starnone, scrittore e insegnante al liceo, nasce il progetto per, La Scuola, che nel 1995 costituirà uno dei migliori incassi al botteghino.
Ha girato anche alcuni documentari tra cui 12 Pomeriggi del 2000, che illustrava il panorama artistico contemporaneo italiano con interviste ai giovani artisti, proiettato per la prima volta al Festival Cinema Giovani di Torino ed poi in numerosi musei e gallerie di arte contemporanea.
È il regista di molti spot pubblicitari, compresi alcuni diventati particolarmente famosi.