Lyonel Trouillot est issu d'une famille d'avocats. Il a un frère, Michel-Rolph Trouillot (anthropologue et historien) et deux sœurs, Jocelyne Trouillot, devenue rectrice de l'Université Caraïbe à Port-au-Prince et auteure de livres pédagogiques et de livres de littérature jeunesse, principalement en créole haïtien et Évelyne Trouillot, écrivaine, pète et romancière.
Lyonel Trouillot fait des études de droit, mais sa passion pour la littérature le rattrape vite : c'est en tant qu'écrivain qu'il fera carrière.
Il collabore à différents journaux et revues d'Haïti. Poète, il publie également beaucoup de poèmes. Il se lance dans l'écriture de textes de chansons pour des artistes comme Tambou Libète ou Manno Charlemagne.
Lyonel Trouillot est codirecteur du collectif de la revue Cahiers du vendredi.
Il se bat également au service de la démocratie de son pays et de la résistance face à une dictature oppressante, comme en témoigne le roman Bicentenaire, paru en 2004.
Il publie ensuite L'Amour avant que j'oublie, en 2007, puis Yanvalou pour Charlie en 2009. Lyonel Trouillot aborde ainsi le registre de l'intimité et du sentimental tout en confirmant son engagement social, une richesse de son talent et de ses écrits qui le place parmi les plus grands auteurs francophones.
Il est fait Chevalier des Arts et des Lettres en juin 2010.
En 2011, il publie La Belle Amour humaine aux éditions Actes Sud.
En 2016, lors d'un entretien donné pour le journal Libération, à l'occasion de la publication de son roman Kannjawou, Lyonel Trouillot dénonce la main mise des sectes religieuses évangélistes sur Haïti : {{citation}}.