Black ha fatto il suo debutto cinematografico nel film di Kevin Costner The War. Successivamente è stato lanciato come Caleb Temple nella serie televisiva della CBS American Gothic, che ha funzionato dal 1995 al 1996, e nei film Sling Blade, Fantasmi del Mississippi, e The X-Files. Più tardi Black ha recitato come Conner Strong nel film TV Flash (1997), che è andato in onda sul meraviglioso mondo di Disney; nel film il suo personaggio visita un cavallo ogni giorno nella speranza di acquistarlo.
Black ha svolto un ruolo di supporto come Oakley nel dramma storico Cold Mountain (2003)., Nel 2004, ha interpretato Vernon, un prodigio autistico del pianoforte, nel dramma musicale indie Killer Diller (2004), e come Mike Winchell nel dramma a tema calcistico Friday Night Lights (2004), diretto da Peter Berg.
Nero protagonista Nat Banyon indie film thriller in Acque profonde (2005), diretto da David S. Marfield; come Chris Kruger nel Golfo di Guerra a tema film Jarhead (2005), diretto da Sam Mendes, e come Sean Boswell nel terzo The Fast and The Furious film, The Fast and The Furious: Tokyo Drift (2006), diretto da Justin Lin., Ha descritto la deriva di Tokyo come quella in cui “si è divertito di più”.
Black ha recitato nel ruolo di Buddy nel dramma indie Get Low (2009), diretto da Aaron Schneider; come Jeep Hanson nel thriller fantasy a tema biblico Legion (2010); e come Luke Chisholm, un giovane golfista di talento impegnato a fare il pro tour, nel film di golf indie Seven Days in Utopia (2010).
Ha interpretato l’interbase di Brooklyn Dodgers Pee Wee Reese nel film drammatico 42 (2013)., Black, dopo aver fatto precedenti film sportivi e fatto sport all’inizio della sua vita, ha trovato l’esperienza delle riprese “molto più piacevole perché puoi ricordare i giorni in cui giocavo, e poi hai l’esperienza di essere di nuovo in squadra con gli attori e avere quel cameratismo con i giocatori”.
Nel 2014, Lucas è stato lanciato in NCIS: New Orleans come NCIS Agente speciale LaSalle, un agente no-nonsense con un motto “lavorare duro, giocare duro”.
Nel 2015, Black è tornato a interpretare Sean Boswell in un cameo in Furious 7., Sean non è apparso nell’ottava puntata, The Fate of the Furious, e nel luglio 2016, Black ha spiegato allo show di Chris Mannix che non poteva tornare a causa del suo programma con NCIS: New Orleans.
Nel novembre 2019, Lucas Black ha lasciato la serie NCIS: New Orleans per dedicare più tempo alla sua famiglia. Newsweek, tuttavia, ha ipotizzato che Black abbia lasciato il ruolo per concentrarsi su un possibile ritorno al franchise Fast & Furious con Fast & Furious 9., Ha detto che ha firmato un contratto con la Universal Pictures per apparire nei prossimi film del franchise.
Nero è impostato per tornare al veloce& Furious franchise con F9 nel 2021.