Vanta cinque titoli del circuito ATP e la Coppa Davis 2017 vinta con la squadra francese. Il suo miglior risultato nelle prove del Grande Slam è la semifinale agli Australian Open del 2019. Nel marzo 2018 ha raggiunto la 10ª posizione della classifica mondiale.
Biografia Nasce da padre francese e madre finlandese e ha due fratelli. Consegue la maturità ES durante la carriera tra gli juniores. La madre Lena Stenlund e il padre Pascal si conoscono nel-Regno Unito e si stabiliscono a Loon-Plage, nei pressi di Dunkerque, e all'inizio comunicano con Lucas anche in inglese. Nei pressi della loro casa viene costruito il circolo di tennis TC Loon-Plage.
Fino all'età di diciotto anni possedeva anche il passaporto finlandese, ma si rifiuta di svolgere il servizio di leva obbligatorio e gli viene tolta la nazionalità. Nel febbraio 2015 lascia Parigi per risiedere e allenarsi a Dubai. È sposato con Clemence, dalla quale nel gennaio del 2021 ha avuto la primogenita Rose.
Carriera Inizi e risultati da juniores Inizia a giocare a otto anni nel circolo tennis di Loon-Plage, tre anni dopo aderisce al programma di formazione della federazione francese trascorrendo tre anni al polo di Poitiers e tre anni all'INSEP. Nel 2008 si laurea campione di Francia della categoria 13/14 anni. Nel 2010 raggiunge il secondo turno al Roland Garros juniores.
Nel 2011 arriva ai quarti di finale all'Australian Open Juniores, sconfitto dal giocatore di casa Luke Saville. Nel novembre 2011 perde la finale dell'Osaka Mayor's Cup, prestigioso torneo di Grade A. Nel gennaio 2012 raggiunge il 23º posto della classifica di categoria. Guida la Francia alla vittoria nella Coppa europea disputata in Italia. È il suo ultimo impegno con gli juniores, tra i quali ha vinto anche un torneo in singolare e uno in doppio di Grade 4 nell'ITF Junior Circuit.
2010-2011: primi tornei da professionista Fa il suo esordio tra i professionisti nel marzo del 2010 con una vittoria nelle qualificazioni del Challenger di St. Brieuc sul nº 295 del ranking ATP Joseph Sirianni e viene eliminato nell'incontro successivo. In questa stagione e nella successiva i suoi impegni tra i professionisti sono limitati a sporadiche apparizioni. Nel settembre del 2011 vince il primo incontro nel tabellone principale di un torneo professionistico al primo turno del Futures Turkey F25, viene poi eliminato al secondo turno, ma guadagna il suo primo punto nel ranking.
2012: due titoli Futures Nel 2012 gioca soprattutto nel circuito Futures; a maggio disputa la prima finale allo Sweden F3, persa in tre set contro Timo Nieminen. Torna a disputare una finale nel Serbia F14 e perde contro Jozef Kovalik. A ottobre inizia una tournée in America e l'11 novembre conquista il primo titolo da professionista al Futures Mexico F13 di Mérida superando in finale Mathias Bourgue per 6-4, 6-1. La settimana successiva si ripete all'F14, sempre a Mérida, dove inanella la 10ª vittoria consecutiva sconfiggendo in finale Filip Pellwo. Durante la stagione scala 1189 posizioni nel ranking mondiale e a fine anno si piazza alla nº 431.
2013: esordio nel circuito maggiore e due titoli Futures A gennaio, alla sua prima esperienza in una prova del Grande Slam, supera 6-2 6-2 il padrone di casa Samuel Groth, nº 200 del ranking, al primo turno di qualificazione degli Australian Open 2013, ed esce al secondo turno per mano di Ruben Bemelmans. Riceve una wild-card ai tornei di Montpellier e Marsiglia e incassa due sconfitte al primo turno. Ad aprile si aggiudica il Futures Vietnam F3 e a maggio vince i suoi primi incontri in un Challenger a Samarcanda, e nei quarti di finale viene battuto da Pere Riba Madrid.
Con una wild-card fa il debutto nel tabellone principale di un torneo del Grande Slam al Roland Garros, vince il suo primo incontro nel circuito maggiore sconfiggendo Alex Kuznetsov e al secondo turno viene eliminato da Grigor Dimitrov. Fa il suo esordio da professionista sull'erba all'ATP 250 di 's-Hertogenbosch, dove supera per la prima volta le qualificazioni nel circuito maggiore e al primo turno viene battuto da Jérémy Chardy. Esce al secondo turno di qualificazione nella sua prima esperienza agli US Open. Nel Challenger di Kazan si spinge in semifinale dopo avere ottenuto negli ottavi la sua prima vittoria in carriera contro un top 100, il n° 78 del ranking Evgenij Donskoj, risultato con cui entra per la prima volta nella top 200.
2014: buoni risultati nei Challenger e terzo turno al Paris Masters
Sconfitto al primo turno degli Australian Open, nella prima parte della stagione ottiene alcuni discreti risultati nei Challenger e deve quindi osservare una pausa di sei settimane nei mesi di marzo e aprile per un infortunio agli addominali. Alla sua prima esperienza in un torneo Masters 1000, si ferma al primo turno di qualificazione a Madrid. All'ATP 250 di Nizza supera invece il tabellone cadetto battendo nel match decisivo il n° 80 ATP Donald Young ed esce di scena al primo turno, così come al Roland Garros.
A giugno guadagna diverse posizioni nel ranking con le semifinali raggiunte nei Challenger di Arad e Kosice, mentre a Wimbledon esce nelle qualificazioni. Un infortunio al polso lo tiene lontano dai campi a luglio e ad agosto. Al rientro alle gare raggiunge subito la semifinale al Challenger di Stettino, seguita dalla sua prima finale Challenger a Meknès, persa contro Kimmer Coppejans dopo che nei quarti aveva concesso tre soli giochi al n° 63 ATP Pablo Carreño Busta. Nel mese di ottobre ottiene il risultato più significativo di inizio carriera al Masters 1000 di Parigi-Bercy: supera le qualificazioni battendo in due set il nº 41 ATP Steve Johnson e il nº 69 Jarkko Nieminen. All'esordio nel main draw di un Masters 1000 sconfigge 6-1, 6-4 il nº 27 ATP Ivo Karlović, in un incontro che Pouille descrive come "la sua vittoria più bella". Al secondo turno si impone con due tie-break sul n°20 ATP Fabio Fognini, prima di essere eliminato dal n° 2 del mondo Roger Federer. Durante il torneo il suo allenatore evidenzia i progressi compiuti in termini di impegno e capacità di spostamento in campo.
2015: due semifinali ATP e top 100 Inizia la stagione 2015 con l'eliminazione nelle qualificazioni ai tornei ATP di Brisbane e Auckland; in quest'ultimo torneo viene ripescato come lucky loser e con le vittorie su Michael Venus e nei quarti su Albert Ramos Viñolas raggiunge la sua prima semifinale ATP, dove viene sconfitto in tre set da Adrian Mannarino. Sale così alla posizione n° 117 della classifica mondiale. Al primo turno degli Australian Open perde in cinque set dal nº 19 ATP Gaël Monfils dopo avere vinto i primi due. Esce al secondo turno a Montpellier e al primo a Dubai.
Al Masters di Monte Carlo entra in tabellone grazie a una wild-card e sconfigge al primo turno il nº 44 ATP Dominic Thiem con il punteggio di 6-4, 6-4. Al secondo si inchina a Rafael Nadal, n°5 del mondo, che gli concede soltanto tre giochi. Il 20 aprile 2015 entra per la prima volta nella Top 100 della classifica mondiale, alla 98ª posizione. Eliminato al primo turno al Roland-Garros, durante il torneo viene ufficialmente annunciata la collaborazione già in corso da diversi mesi tra Pouille e Yannick Noah. Seguono quattro sconfitte consecutive nei tornei sull'erba, l'ultima delle quali a Wimbledon. Il 27 luglio sale all'85º posto della classifica mondiale. Ad Amburgo supera le qualificazioni e raggiunge la sua seconda semifinale ATP senza perdere alcun set superando nell'ordine Íñigo Cervantes, Juan Mónaco e nei quarti di finale batte per la prima volta Benoît Paire. L'accesso alla finale gli viene negato da Fabio Fognini, che lo sconfigge in due set. In classifica sale così alla posizione n° 64.
Eliminato a sorpresa nelle qualificazioni di Winston-Salem dal n° 435 ATP Sekou Bangoura, alla sua prima partecipazione nel tabellone principale degli US Open esce di scena al primo turno. Giunge ai quarti di finale a San Pietroburgo, grazie ai successi su Ričardas Berankis e Jerzy Janowicz e viene eliminato da Roberto Bautista Agut. Inizia la trasferta asiatica uscendo al primo turno a Shenzhen; non supera le qualificazioni a Pechino e a Shanghai. A Mosca sconfigge Daniel Gimeno Traver e nei quarti perde di nuovo contro Bautista Agut. Sconfitto al turno di esordio a Parigi-Bercy, conclude la stagione perdendo la finale al Challenger di Mouilleron-le-Captif contro Benoît Paire al tie-break del terzo set dopo avere sprecato un match-point. Chiude l'anno alla posizione n° 78 del ranking mondiale.
2016: quarti a Wimbledon e US Open, 1º titolo ATP e top 20 Inizia la stagione a Brisbane e dopo il successo sul n° 16 del mondo David Goffin si arrende nei quarti a Milos Raonic, futuro vincitore del torneo, che lo eliminerà anche al primo turno degli Australian Open. Nel torneo di doppio del Major australiano, Pouille ottiene in coppia con Adrian Mannarino il suo miglior risultato in questa specialità in una prova del Grande Slam raggiungendo la semifinale, dove vengono battuti da Jamie Murray / Bruno Soares. Alla sua prima esperienza nei Masters 1000 di inizio stagione, a Indian Wells esce di scena al primo turno, mentre a Miami consegue al terzo turno la prima vittoria in carriera contro un top 10 sconfiggendo il n° 8 del mondo David Ferrer e negli ottavi raccoglie un solo gioco contro Gilles Simon.
Al Masters 1000 di Monte Carlo, al secondo turno batte il n° 10 del mondo Richard Gasquet e negli ottavi perde in due set contro il n° 9 del mondo Jo-Wilfried Tsonga. A Bucarest supera nell'ordine Dušan Lajović, Ivo Karlović e Paolo Lorenzi, battendo in due set Federico Delbonis accede per la prima volta a una finale del circuito maggiore e viene sconfitto da Fernando Verdasco in due set. A Madrid sconfigge nuovamente David Goffin, al tie-break del set decisivo dopo avere annullato quattro match-point, ed esce di scena al secondo turno. Agli Internazionali d'Italia supera Gulbis dopo essere stato in svantaggio di un set e di un break. Negli ottavi sconfigge di nuovo il top 10 David Ferrer e nei quarti sfrutta il forfait di Juan Mónaco. Nella sua prima semifinale di un Masters 1000, il n° 3 del mondo Andy Murray, futuro vincitore del torneo, gli lascia soltanto tre giochi. Grazie a questi risultati entra per la prima volta nella top 50, al 31º posto. Al Roland Garros, prima prova del Grande Slam a cui accede come testa di serie, viene eliminato al secondo turno, ed esce al turno di esordio sull'erba di Stoccarda e Halle. A Wimbledon supera al terzo turno Juan Martín del Potro e, nonostante un infortunio al piede occorsogli all'inizio del secondo set, con la vittoria in cinque set su Bernard Tomić, raggiunge per la prima volta i quarti di finale di uno Slam. La sua corsa si ferma contro il n° 9 del mondo Tomáš Berdych, che lo sconfigge in tre set. A fine torneo fa il suo esordio in Coppa Davis a Třinec nella sfida valida per i quarti di finale vinti dalla Francia sulla Repubblica Ceca e supera in tre set Jiří Veselý.