Nato in Benin, Lionel studia musica prima a Parigi poi negli Stati Uniti, a Boston, al Berklee College of Music e al Thelonious Monk Institute of Jazz di Los Angeles. È proprio nel periodo degli studi al Monk Institute che viene notato da Terence Blanchard che, dopo il diploma, lo prende nel suo sestetto.
Loueke partecipa ai primi due album di Blanchard anche come compositore.
Attualmente è membro della Herbie Hancock touring band.
Lionel Loueke ha suonato e registrato con artisti quali Kenwood Dennard, George Garzone, Bob Hurst, Alphonso Johnson, Angélique Kidjo, Terence Blanchard, Herbie Hancock, Dianne Reeves, Cassandra Wilson, Wayne Shorter, Jeff 'Tain' Watts, Charlie Haden, Richard Bona, Nathan East, Vinnie Colaiuta, Marcus Miller, Sting, Brian Blade, John Patitucci, Terri Lyne Carrington, Kenny Garrett, Roy Hargrove, Santana, Dennis Chambers e Gretchen Parlato.
I membri della sua band Gilfema sono gli stessi da quando andava al conservatorio di Brooklyn: Massimo Biolcati al basso e l'ucraino Feranc Nemeth alla batteria.
Discografia Solista 2004 - Incantation 2005 - Afrizona 2005 - In A Trance 2007 - Virgin Forest 2008 - Karibu 2010 - Mwaliko 2012 - Heritage 2015 - Gaia
Con i Gilfema 2005 - Gilfema 2008 - Gilfema + 2
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