Passionnés de cinéma depuis l'enfance, Arnaud et Jean-Marie Larrieu grandissent dans les Hautes-pyrénées. Ils font leurs premières armes avec plusieurs courts-métrages écrits et tournés à quatre mains. Ceux-ci sont remarqués dans divers festivals :
Court Voyage (1987),
Temps Couvert (1988),
Les Baigneurs (1991),
Ce Jour-là (1992) ou encore
Bernard Ou Les Apparitions (1993).
Ils réaliseront leur premier long dans leur région natale en 1999,
Fin D'été. Il leur vaut une reconnaissance auprès des critiques.
Les deux frères renouvellent l'expérience en dirigeant Mathieu Amalric dans
La Breche De Roland, un moyen-métrage présenté lors de la quinzaine des réalisateurs. Avec Madonna à Lourdes, ils retentent l'aventure du court-métrage où ils dirigent l'actrice Hélène Fillières. Pour leur deuxième long-métrage,
Un Homme Un Vrai, ils réunissent les deux comédiens dans, véritable premier succès public.
Tout comme Alfred Hitchcock, les deux frères aiment faire des apparitions dans leurs œuvres. On peut ainsi les apercevoir dans
Un Homme Un Vrai,
Antonin ou encore
La Breche De Roland Peindre Ou Faire L'Amour, Ce film sur l'échangisme au casting alléchant (Sabine Azéma, Daniel Auteuil, Amira Casar, Sergi Lopez) est sélectionné au festival de Cannes 2005 et n'a pas manqué de créer l'émoi dans les salles obscures de la Croisette.
Les deux frères retournent à Cannes en 2008 pour y présenter leur long-métrage
Le Voyage Aux Pyrénées avec Sabine Azéma et Jean-Pierre Darroussin dans les rôles-titres. En 2009, il réalise avec son frangin
Les Derniers Jours Du Monde.