Black a fait ses débuts au cinéma dans le film The War de Kevin Costner. Il a ensuite joué le rôle de Caleb Temple dans la série télévisée American Gothic de CBS, diffusée de 1995 à 1996, et dans les films Sling Blade, Ghosts of Mississippi et The X-Files. Plus tard, Black a joué le rôle de Conner Strong dans le téléfilm Flash (1997), diffusé sur The Wonderful World Of Disney; dans le film, son personnage rend visite à un cheval tous les jours dans l’espoir de l’acheter.
Black a joué un rôle de soutien comme Oakley dans le drame historique Cold Mountain (2003)., En 2004, il a joué le rôle de Vernon, un autiste prodige du piano, dans le drame musical indépendant Killer Diller (2004), et comme Mike Winchell dans le drame sur le thème du football Friday Night Lights (2004), réalisé par Peter Berg.
Black a joué le rôle de Nat Banyon dans le thriller indépendant Deepwater (2005), réalisé par David S. Marfield; comme Chris Kruger dans le film dramatique sur le thème de la guerre du Golfe Jarhead (2005), réalisé par Sam Mendes; et comme Sean Boswell dans le troisième film The Fast and the Furious, The Fast and the Furious: Tokyo Drift (2006), réalisé par Justin Lin., Il a décrit le Tokyo Drift comme celui dans lequel il « s’est le plus amusé ».
Black a joué le rôle de Buddy dans le drame indépendant Get Low (2009), réalisé par Aaron Schneider; comme Jeep Hanson dans le thriller fantastique sur le thème de la Bible Legion (2010); et comme Luke Chisholm, un jeune golfeur talentueux parti faire le pro tour, dans le film de golf indépendant Seven Days in Utopia (2010).
Il a interprété le joueur D’arrêt-court Pee Wee Reese des Dodgers de Brooklyn dans le film dramatique 42 (2013)., Black, après avoir fait des films sportifs précédents et fait du sport au début de sa vie, a trouvé l’expérience de tournage « beaucoup plus agréable parce que vous vous remémorez les jours où je jouais, puis vous obtenez l’expérience d’être à nouveau en équipe avec les acteurs et d’avoir cette camaraderie avec les joueurs ».
en 2014, Lucas a été jeté dans NCIS: New Orleans comme agent spécial NCIS LaSalle, un agent sans fioritures avec une devise « travailler dur, jouer dur ».
En 2015, Black est revenu pour jouer Sean Boswell dans une apparition dans Furious 7., Sean n’est pas apparu dans le huitième opus, The Fate of the Furious, et en juillet 2016, Black a expliqué dans L’émission Chris Mannix Qu’il ne pouvait pas revenir en raison de son emploi du temps avec NCIS: New Orleans.
en novembre 2019, Lucas Black a quitté la série NCIS: New Orleans pour consacrer plus de temps à sa famille. Newsweek, cependant, a spéculé que Black a quitté le rôle pour se concentrer sur un éventuel retour à la franchise Fast & Furious avec Fast & Furious 9., Il a dit qu’il avait signé un contrat avec Universal Pictures pour apparaître dans les prochains films de la franchise.
Black est prêt à revenir à la franchise Fast& Furious avec F9 en 2021.