Formé comme chef opérateur, Ludovic Colbeau-Justin fait ses armes pendant plus d'une décennie comme directeur de la photographie sur de nombreuses séries et téléfilms français, ainsi que sur des longs métrages tels que Le Fils à Jo et On voulait tout casser de Philippe Guillard, avant de signer la lumière de la comédie à succès Tout le monde debout de Franck Dubosc en 2017. Il passe à la réalisation la même année en coréalisant avec l'humoriste Nawell Madani sa première comédie, C'est tout pour moi !, qui rassemble près de 700 000 spectateurs en salles. Il enchaîne en 2019 avec Le Lion, comédie d'action à gros budget réunissant Dany Boon et Philippe Katerine, dans laquelle son expérience de chef opérateur lui permet d'apporter un soin particulier à la lumière et aux décors, tournée en pellicule 35 mm. Malgré un accueil commercial décevant, il poursuit sa carrière de réalisateur avec Jack Mimoun et les secrets du Val Verde en 2022, comédie d'aventure coréalisée avec son interprète principal Malik Bentalha, puis Nero en 2024 aux côtés d'Allan Mauduit, et Jusqu'au bout avec Nawell Madani en 2025 pour Netflix.
Sa longue carrière de directeur de la photographie, notamment aux côtés de Philippe Guillard et sur des comédies populaires françaises, façonne durablement son approche de la réalisation, où le soin apporté à l'image et à la mise en scène occupe une place centrale même dans des projets de pure comédie. Pour Le Lion, il revendique explicitement l'influence de La Chèvre de Francis Veber, modèle de comédie d'action reposant sur la rencontre de deux personnages que tout oppose. Sa proximité avec le monde de l'humour, notamment à travers ses collaborations répétées avec Nawell Madani, nourrit également son goût pour les comédies portées par des personnalités singulières issues du stand-up.
Chef opérateur de formation, Colbeau-Justin apporte à ses réalisations un soin visuel rare dans la comédie populaire française, cherchant l'équilibre entre élégance esthétique et rythme comique sans jamais sacrifier l'un à l'autre. Il navigue avec aisance entre comédie sociale, comédie d'action à grand spectacle et comédie d'aventure, démontrant une belle polyvalence de registres. Sa double casquette de réalisateur et parfois de coréalisateur, aux côtés d'humoristes comme Nawell Madani ou d'acteurs comme Malik Bentalha, témoigne d'une approche collaborative de la mise en scène comique.
Aucune distinction majeure n'est à ce jour recensée pour Ludovic Colbeau-Justin en tant que réalisateur, sa reconnaissance reposant avant tout sur le succès populaire de certaines de ses comédies, à commencer par C'est tout pour moi !, qui rencontre un large public à sa sortie en 2017.
Nawell Madani constitue l'une de ses collaboratrices les plus fidèles, le duo ayant coréalisé deux films ensemble, C'est tout pour moi ! et Jusqu'au bout. Il travaille également avec l'acteur et humoriste Malik Bentalha, qu'il coréalise sur Jack Mimoun et les secrets du Val Verde. Son frère, le producteur Cyril Colbeau-Justin, connu pour ses collaborations avec Fred Cavayé et Olivier Marchal, accompagne également certains de ses projets en tant que producteur.
L'amitié et la rencontre entre personnages que tout oppose, dans la grande tradition du duo comique français, structurent une large partie de son œuvre, en particulier Le Lion. L'affirmation de soi face à un milieu hostile ou à des préjugés sociaux, souvent incarnée par des personnages issus de la culture populaire, traverse également des films comme C'est tout pour moi ! et Jack Mimoun et les secrets du Val Verde. Le souci constant de l'image et de l'esthétique, hérité de son passé de chef opérateur, imprègne enfin l'ensemble de sa filmographie, y compris ses comédies les plus légères.