Nato in Georgia, dopo il divorzio dei genitori, Laurence cresce a Brooklyn. Mostra sin da bambino doti naturali per la recitazione e dopo numerose audizioni, ottiene il suo primo ruolo a teatro a dieci anni e ad undici è nel cast della soap opera 'One life to live'.
A sedici anni ha già la sua grande occasione: ottiene il ruolo di Clean, il giovanissimo soldato in "Apocalypse Now" di Francis Ford Coppola, un'esperienza che lo ha formato sia come attore che come uomo. Successivamente ha occasione di interpretare per lo più ruoli secondari sia in televisione che al cinema, spesso intrerpretando ruoli di un giovane sbandato o criminale. Laurence ha occasione di lavorare ancora con Coppola, in "Rusty il selvaggio" (1983), "Cotton Club" (1984) e "Giardini di pietra" (1987). Inizia ad ottenere consensi d parte del pubblico grazie al film "Re di New York" di Abel Ferrara, nel 1989, al fianco di Christopher Walken. L'anno seguente è in "Conflitto di classe" di Michael Apted, riuscendo a liberarsi dai ruoli stereotipati degli esordi.
Nel 1991 è nel cast fisso della serie per bambini "Pee Wee's Playhouse" della CBS, dove conosce John Singleton che, divenuto regista, lo sceglie come protagonista del suo film d'esordio "Boyz 'n the hood". Nel 1993 la sua interpretazione di Ike Turner nel film biografico "Tina - What's love got to do it" gli vale una nomination all'Oscar come miglior attore protagonista. Nel 1995 è protagonista di "Othello" di Oliver Parker, insieme a Kenneth Branagh e l'anno seguente torna a lavorare con il regista Singleton per "L'università dell'odio".
Nel 1999 diventa molto famoso grazie all'interpretazione da protagonista nel film campione d'incassi "Matrix", insieme a Keanu Reeves. Nel 2001 è nuovamente chiamato a girare il remake di "Apocalypse Now Redux" di Coppola e nel 2003 lavora nei sequel di Matrix, ovvero "Matrix Reloaded" e "Matrix Revolutions".
Ha lavorato con Ethan Hawke e Maria Bello in "Assault On Precinct 13" (2005) un action-movie diretto da Jean-Francois Richet, in "Five Fingers" (2005) di Laurence Malkin, in "Mission Impossible 3" (2006) accanto a Tom Cruise e "Bobby" (2006) di Emilio Elverez.
E' uno dei protagonisti del film "21: a volte la fortuna è solo una questione di logica" di Robert Luketic.