Nascido em Calais a 6 de novembro de 2001, Lucas Chevalier começou a jogar futebol no Sporting Club Coquelles, antes de ingressar no AS Marck. Em 2014, entrou no centro de formação do LOSC, fazendo a sua estreia no National 2 aos 16 anos, em agosto de 2018. Emprestado ao Valenciennes em 2021-2022, disputou 30 jogos e foi eleito a revelação entre os guarda-redes da Ligue 2. De regresso a Lille, tornou-se titular da baliza a partir de 2022, assinando desempenhos de grande nível.
Teve uma temporada 2024-2025 espetacular, sendo determinante para o sétimo lugar conquistado pelo LOSC na fase de liga da UEFA Champions League. No final dessa época, foi eleito o melhor guarda-redes da Ligue 1 nos Trophées UNFP e tornou-se o jogador mais jovem nomeado para o Troféu Yashin. Chegou ao Paris Saint-Germain a 8 de agosto de 2025. No seu primeiro jogo, foi decisivo no desempate por grandes penalidades da Supertaça Europeia da UEFA frente ao Tottenham (2-2, 4-3 g.p.), repetindo o feito em janeiro de 2026 contra o Olympique de Marseille no Trophée des Champions (2-2, 4-1 g.p.).
Conquistou a UEFA Champions League com o clube da capital a 30 de maio de 2026, frente ao Arsenal (1-1 a.p., 4-3 g.p.). A nível internacional, Lucas Chevalier representa a França nos escalões jovens desde março de 2017. Presente no grupo da seleção principal desde novembro de 2024, estreou-se pelos Bleus num jogo de qualificação para o Mundial 2026 frente ao Azerbaijão, a 30 de novembro de 2025, vencido pela França (3-1).