Lutz Pehnert wurde 1961 in Ost-Berlin (damals DDR) geboren; sein Vater Horst Pehnert war DDR-Kulturminister. Wie Pehnert später in einem Interview erzählte, war er "zum Abitur zu faul" und absolvierte stattdessen eine Ausbildung zum Schriftsetzer. Danach volontierte er bei der Tageszeitung Junge Welt, eine Stelle, die er nicht zuletzt durch den Einfluss seines Vaters erhielt, allerdings waren, so Pehnert "bei der Zeitung [...] fast alle die Kinder von irgendwem." Nach dem Volontariat blieb Pehnert bei der Jungen Welt und arbeitete in der Kulturredaktion. Er interviewte vor allem in den 1980er Jahren auch Stars aus dem Westen, die in der DDR auftraten, darunter Pina Bausch, Joe Cocker, Peter Maffay und Herman van Veen. Anfang der 90er Jahre leitete er das Kulturressort der Jungen Welt.

Nachdem Pehnert bereits 1993 einen ersten Fernsehbeitrag (über van Veen) realisiert hatte, verließ er 1995 die Junge Welt und begann als freiberuflicher Autor und Regisseur fürs Fernsehen zu arbeiten. Sein mittellanger Dokumentarfilm "Brand" (Co-Regie: Matthias Ehlert), über die letzte aus der DDR stammende "Trinkerbrigade" des Stahlwerks Brandenburg an der Havel, lief 1997 im Forum der Berlinale. In den folgenden Jahren und Jahrzehnten realisierte er als Autor und/oder Regisseur zahlreiche TV-Dokumentarfilme und Reportagen, oft in Zusammenarbeit mit Matthias Ehlert.  

Häufig befasste er sich in seinen Arbeiten mit Kultur, Unterhaltung und Leben in der DDR und mit prominenten Persönlichkeiten aus Ostdeutschland. So etwa in "Tatort Ostdeutschland: 30 Jahre 'Polizeiruf 110'" (2000), "Geschichte Mitteldeutschlands – Mörder, Häscher und Halunken" (2001), "Karl May - der Phantast aus Sachsen" (2004) und "Leben in Geschichten - Wolfgang Kohlhaase" (2006). Für seine mehrteilige Dokumentation "DDR Ahoi! Geschichten der ostdeutschen Seefahrt" (2010) erhielt er 2011 den Grimme-Preis.  

Nach weiteren TV-Produktionen, etwa "Ostrock - Zwischen Liebe und Zorn" (2015), stellte Pehnert im Panorama der Berlinale 2018 den Dokumentarfilm "Partisan" vor, der sich mit der wechselhaften Geschichte der Berliner Volksbühne zwischen 1992 und 2017 befasste. Anschließend realisierte er wieder einige Fernseharbeiten, so etwa Beiträge für die Doku-Reihe "Geheimnisvolle Orte" (2018-19), den Dokumentarfilm "Die geheimen Depots von Buchenwald - Lösung eines Rätsels" (2919) und einige Folgen der drei Staffeln von "Berlin - Schicksalsjahre einer Stadt" (2019, 2020, 2022).

Im Panorama der Berlinale 2022 wurde Pehnerts Dokumentarfilm "Bettina" uraufgeführt, der den biografischen und künstlerischen Werdegang der Liedermacherin Bettina Wegner nachzeichnet.