Emmer era nato a Milano il 19 gennaio 1918. Studente in Legge, non ancora laureato, fonda con Enrico Gras una piccola casa di produzione che si segnala per la realizzazione di vari documentari nei primi anni del secondo dopoguerra. Si tratta di lavori che hanno ad oggetto opere d'arte, presentate al pubblico con un uso originale montaggio. Con questa tecnica, fra l'altro, Emmer illustra opere di Giotto, (nel 1939 "Racconto da un affresco" la cappella degli Scrovegni) Goya, Leonardo, Piero della Francesca e Picasso. Fa il suo esordio alla regia di lungometraggi cinematografici nel 1950 con 'Domenica d'agosto'. Insieme allo sceneggiatore Sergio Amidei (cui a volte si affiancano gli scrittori Vasco Pratolini ed Ennio Flaiano) Emmer dà vita ad un duo assai prolifico che, nel corso degli anni, realizza diversi film basati su storie di gente comune: "Parigi è sempre Parigi" (1951), "Le ragazze di piazza di Spagna" (1952) e "Terza liceo" (1953). Dopo "Camilla" (1954), "Il bigamo" (1958) e "La ragazza in vetrina" (1960), Emmer abbandona il cinema per dedicarsi alla televisione ed alla pubblicità. Il lavoro meno conosciuto di Emmer è infatti  quello di regista pubblicitario. La stessa sigla del primo Carosello, quella con i siparietti che si aprivano uno dopo l'altro, è stata girata proprio da lui.
Dietro la macchina da presa per il cinema torna all'inizio degli anni Novanta per "Basta! Ci faccio un film", che presenta senza successo alla Mostra del cinema di Venezia, e successivamente nel 2000 con "Una lunga, lunga, lunga notte d'amore". Nel 2003 è ancora una volta a Venezia dove presenta "L'acqua... il fuoco", presentato come evento collaterale, dove gli è stato assegnato il 'Premio Pasinetti' alla carriera. L'ultimo suo lavoro, 'Masolino' del 2008, è stato un cortometraggio d'arte.

Nel 2004 il Torino Film Festival gli ha dedicato una retrospettiva completa. Numerose sono state anche le occasioni in cui Luciano Emmer è stato ospite del Centro Sperimentale di Cinematografia. Oltre agli eventi organizzati al Cinema Trevi, la Cineteca Nazionale ha collaborato alla realizzazione di retrospettive ed eventi speciali a lui dedicati, non solo in Italia, ma in tutto il mondo: da Amsterdam a Barcellona, Berlino, Parigi, Stoccolma fino all'ultimo omaggio, appena conclusosi, al Telluride Film Festival in Colorado.

Dalla metà degli anni 90 è stata molto intensa la collaborazione con la Cineteca Nazionale, tanto che in quegli anni Emmer affida in deposito alla Cineteca i materiali di gran parte dei suoi corti, che in anni successivi, sono stati in parte restaurati dalla Cineteca stessa con la sua attenta supervisione. Fra questi spicca la riedizione di "Picasso" per il quale lo stesso Emmer scrive e registra un nuovo commento audio in sostituzione di quello originale e ritocca anche il montaggio, restituendo al cortometraggio una commovente freschezza. Fra gli altri restauri della Cineteca spicca "La ragazza in vetrina" - fortemente voluto dallo stesso Emmer - di cui è stata ripristinata la versione originale a suo tempo censurata.