Пабло Ларраин родился в 1976 году. Его отец — политик Эрнан Ларраин, мать Магдалена Матте также занята в политике.
Первый полнометражный фильм вышел в 2006 году и заработал несколько наград на кинофестивалях. Его четвёртый фильм «Нет» с Гаэлем Гарсиа Берналь в главной роли вышел в 2011 году. Фильм был показан на Каннском кинофестивале, где получил приз арт-кино. Помимо этого, фильм был номинирован на Премию «Оскар» за лучший фильм на иностранном языке.
Ларраин был выбран в качестве члена жюри на 70-м Венецианском кинофестивале.
В 2016 году он снял биографический фильм «Джеки» о жизни Жаклин Кеннеди, главную роль в котором сыграла Натали Портман.
Ларраин был женат на актрисе Антония Сехерс, которая сыграла во многих его фильмах.