Je n'accepte jamais les spectacles en fonction de l'importance du personnage que j'ai à défendre. Les rôles qu'on m'a offerts, même secondaires sont en or. De toute façon, j'ai toujours pensé en terme d'aventure globale.(Télérama, 7 mars 2007) ”
Laurent Poitrenaux a grandit à Vierzon, il arrive à 18 ans à Paris et rentre à l’école Théâtre en Actes de Lucien Marchal. Il y rencontre Ludovic Lagarde, et c'est le début d'une longue collaboration.
A la sortie de l’école Christian Schiaretti l’engage sur un spectacle, puis l'intègre dans la troupe du CDN de Reims qu’il dirige.
Laurent Poitrenaux travaillera ensuite avec Eric Vignier, Thierry Bedard, Arthur Nauziciel, Daniel Jeanneteau, ou Yves Beaunesne (Dommage qu’elle soit une putain de John Ford, 2006).
En 1980 avec Ludovic Lagarde, il rencontre Olivier Cadiot, « C'est comme si j'avais trouvé dans son écriture un tempo, une musicalité, qui correspond à ce que je cherche à exprimer sur un plateau », dira-t-il (Télérama, 7 mars 2008). Il interprète alors seul en scène le Colonnel des Zouaves, puis Fairy Queen du poète sous la direction de Largarde. Il incarnera ensuite toujours pour ce dernier Richard 3, cynique tyran engoncé dans du satin, dans une adaptation de Shakespeare par Peter Verhelst (festival d’Avignon 2007).
Dernièrement il a travaillé avec François Berreur sur un monologue, une adaptation des carnets de l’auteur Jean-Luc Lagarce.
Au cinéma, il est acteur pour Claude Mouriéras et Pierre Jolivet.
Avec Didier Gallas il s’adonne à un tour de chant nommé « Les frères Lidonne ».