Parallèlement à son métier de régisseur de théâtre, Lucien Baroux fait de la figuration dans plusieurs films muets dont Britannicus en 1912. Mobilisé pendant la guerre, Lucien Baroux, au sortir de celle-ci, renoue avec la régie de théâtre.
Après-guerre, Lucien Baroux devient par hasard acteur lorsqu'il remplace un comédien indisponible. En 1924 puis en 1926, il interprète des rôles secondaires dans Monsieur le directeur de Robert Saidreau et Son premier film de Jean Kemm. Avec La tendresse, en 1930, il acquiert une certaine notoriété. Homme rondouillard à la mine mi-triste, mi-réjouie, ses interprétations deviennent rapidement celles du benêt gentil et distrait. Dès lors, il enchaîne les rôles de second plan dans plus d'une centaine de films de boulevard ou de comédies légères plus ou moins réussies. Sacha Guitry le met en scène dans Remontons les Champs-Elysées en 1938, Napoléon en 1954. A deux reprises, il s'illustre dans des rôles plus sensibles au travail d'acteur plus recherché : Le mioche de Léonide Moguy et Feu de paille de Jean Benoît-Levy. Lucien Baroux accompagne ainsi de sa personne le cinéma français jusque dans les années soixante
Lucien Baroux est régisseur au théâtre Grévin, au Fémina, au théâtre Michel et aux Bouffes-Parisiens.