En 1965, Claude Lelouch, encore peu connu à 27 ans, réalise le documentaire Pour un maillot jaune, une immersion au coeur du Tour de France. Un an plus tard, sa notoriété explose grâce à Un homme et une femme. Jean-Louis Trintignant joue un pilote, Jean-Louis Duroc, engagé aux 24 Heures du Mans et au Rallye Monte-Carlo. La vitesse est aussi au coeur de son court-métrage C’était un rendez-vous, sorti en 1976. Le réalisateur accroche une caméra au capot de sa Mercedes 450 SEL et filme un plan séquence de 8’20, sans montage ni trucage, entre la Porte Dauphine et Montmartre, brûlant 18 feux rouges sur le parcours… « C’est à la fois le film dont je suis le plus fier et celui dont j’ai le plus honte, confie le réalisateur. À l’époque, j’avais été convoqué par le préfet de Police. » En mai 2020, il en livre une version moderne avec Le Grand Rendez-vous, tourné à Monaco le week-end prévu du GP F1, annulé pour cause de Covid. Cette fois, Charles Leclerc conduit une Ferrari SF90 Stradale.
Il a aussi réalisé deux documentaires sur les JO. En 1968, avec François Reichenbach et toute une équipe, il pose ses caméras sur les Jeux d’hiver de Grenoble pour Treize jours en France. Quatre ans plus tard, le cinéaste français fait partie des 8 réalisateurs (dont Milos Forman, Arthur Penn…) choisis par le CIO pour filmer les Jeux d’été de Munich. Dans Visions of Eight, Lelouch s’attache aux perdants.
Côté fiction, il faut bien sûr évoquer Édith et Marcel, sorti en 1983. Lelouch croise deux histoires d’amour, celle tragique entre Édith Piaf (jouée par Évelyne Bouix) et Marcel Cerdan (interprété par son propre fils, Marcel Cerdan Jr., après le suicide de Patrick Dewaere, choix initial) et celle fictive entre une jeune aristocrate normande (elle aussi jouée par Bouix) et un prisonnier de guerre (Jacques Villeret).