Arnaud et Jean-Marie Larrieu sont nés respectivement le 31 mars 1966 et le 8 avril 1965 à Lourdes (Hautes-Pyrénées).

Très tôt, ils se passionnent pour le cinéma grâce à un grand-père qui tourne des films de montagne en 16 mm. Adolescents, ils filment à leur tour en Super 8, avant de tenter, sans succès, le concours de la Fémis, puis de suivre des études de littérature et de philosophie.

À partir du milieu des années 1980, les frères Larrieu tournent de nombreux courts métrages qui font le tour des festivals, dont Les Baigneurs (1991) et Bernard ou les apparitions (1993). Ils mettent deux ans à peaufiner le scénario de leur premier long, Fin d'été (1999), l'histoire des retrouvailles entre un ingénieur et son père ancien soixante-huitard. En 2000, ils dirigent Mathieu Amalric dans La Brèche de Roland, récit d'une randonnée en famille qui tourne au règlement de comptes. Ce moyen métrage au charme décalé est très remarqué à la Quinzaine des réalisateurs lors du Festival de Cannes.