Карл Фредерик Лукас Мудиссон родился 17 января 1969 года на юге Швеции в городке Окарп, что рядом с Мальмё. В юности увлекался поэзией: к 23 годам он успел выпустить пять стихотворных сборников. Будущей своей профессии Муддиссон обучался на режиссёрском факультете Драматического института (Dramatiska Institutet). Здесь же он создал свои первые короткометражные фильмы.
Полнометражным дебютом Мудиссона стал фильм «Покажи мне любовь» (1998), рассказывающий о первых любовных переживаниях двух школьниц из маленького провинциального города. Картина пользовалась большим успехом у критиков и зрителей всего мира и стала обладателем многочисленных наград (в том числе приза «Тедди» Берлинского кинофестиваля). Сам Мудиссон получил национальную кинонаграду Швеции «Золотой жук» как лучший режиссёр. По кассовым сборам фильм даже соперничал с блокбастером «Титаник».
Вторая работа Мудиссона — комедия «Вместе» (2000) — также имела огромный зрительский успех. Трогательная история о жизни коммунны шведских хиппи становится одним из кассовых лидеров в Швеции.
Своим следующим фильмом Мудиссон удивил многих. Съёмки картины «Лиля навсегда» (2002), повествующей о злоключениях молодой русской девушки, проходили на территории бывшего Советского Союза на русском языке. Получившаяся в результате лента была напрочь лишена оптимизма, которым проникнуты первые две работы режиссёра. Тем не менее, Мудиссон второй раз был признан в Швеции лучшим режиссёром года.
В 2004 году вышла картина Мудиссона «Дыра в моём сердце», которая ознаменовала поворот режиссёра в сторону авангардного кинематографа. В центре сюжета этой провокационной экспериментальной ленты — съёмки любительского порнофильма. Чтобы передать невыносимую атмосферу, в которой существуют его герои, Мудиссон использовал различные шумы и видеовставки (включая фрагменты хирургической операции на женских гениталиях). Радикализм «Дыры в моём сердце» пришёлся по вкусу немногим: за эту картину Мудиссон подвергся многочисленным нападкам со стороны критиков и зрителей.
Следующей работой режиссёра стала лента «Контейнер» (2006). Мудиссон продолжил свои эксперименты в области радикального киноавангарда.
В 2007 году режиссёр вновь вернулся к жанровому кино, приступив к съёмкам драмы «Мамонт». На главную роль приглашён мексиканский актёр Гаэль Гарсиа Берналь. Работа над фильмом проходила в Юго-Восточной Азии, а премьера картины состоялась в 2009 году.
Лукас Мудиссон является социалистом, феминистом и одновременно верующим христианином.