Pascal Coucouros a grandi dans une famille modeste à Paris. Son intérêt pour le cinéma naît très tôt. Il suit des études à l'École nationale supérieure des arts décoratifs avant de se consacrer entièrement au cinéma.
Son premier long métrage, "Les Écluses du temps", sort en 2003 et connaît un succès critique et public. Il s'agit d'une histoire empreinte de mélancolie et de nostalgie qui raconte la vie d'un jeune homme, François, et ses relations complexes avec sa famille. Le film est récompensé par plusieurs prix dont le César du meilleur espoir masculin pour l'interprète principal, Vincent Lindon.
En 2006, Pascal Coucouros réalise "Le silence de Lorna", une histoire d'amour passionnée et tragique qui raconte la rencontre entre un couple clandestin et leurs adversaires. Le film est sélectionné au Festival de Cannes où il remporte le Grand Prix du Jury.
En 2012, Pascal Coucouros sort "La mémoire courte", une œuvre autobiographique qui met en scène son enfance et son adolescence dans un quartier populaire de Paris. Le film est acclamé par la critique et est sélectionné au Festival de Cannes où il remporte le Grand Prix du Jury, marquant ainsi une deuxième récompense à cette prestigieuse manifestation cinématographique.
En 2018, Pascal Coucouros réalise "Les Innocents", un film qui raconte l'histoire d'une jeune fille de 15 ans, Judith, et ses relations complexes avec son beau-père Georges. Le film est sélectionné en compétition officielle au Festival de Cannes où il obtient une nomination pour le Grand Prix du Jury.
Pascal Coucouros est également producteur et scénariste. En 2015, il coécrit et produit "Timbuktu", un film qui raconte l'histoire d'une communauté touareg menacée par les forces armées maliennes. Le film remporte le Grand Prix du Jury au Festival de Cannes.
Pascal Coucouros est également connu pour son engagement en faveur des droits humains et de l'environnement. En 2016, il crée la Fondation Pascal Coucouros qui vise à sensibiliser les jeunes à ces problèmes et à les inciter à prendre des actions positives pour le développement durable.