Эмиль Владимирович Лотяну родился 6 ноября 1936 года в бессарабском селе Клокушна (ныне — Окницкий район Республики Молдова).
В 1953-1955 годах учился на актерском факультете школы-студии им. В.И. Немировича-Данченко при МХАТ. В 1962 году он окончил режиссерский факультет ВГИКа, где занимался в мастерской Г. Рошаля и Ю. Геники, и начал работать на киностудии «Молдова-фильм», где дебютировал героико-революционной лентой «Ждите нас на рассвете» (1963).
В 1966 году Эмиль Лотяну поставил картину о молдавских чабанах «Красные поляны», ставшую исходной точкой его поэтико-романтической линии в режиссуре. С 1973 года Эмиль Лотяну перешел работать на «Мосфильм». В кинопоэме о народных музыкантах «Лаутары» (1972), отмеченной призом кинофестиваля в Сан-Себастьяне, творческая концепция режиссера получила особенно яркое выражение благодаря синтезу зрительных образов и музыки.
Музыкальность и поэтичность остались для Лотяну важнейшим элементом стиля и в его экранизациях М. Горького – картина «Табор уходит в небо» (1976), удостоенная главного приза кинофестиваля в Сан-Себастьяне, – и А.П. Чехова – «Мой ласковый и нежный зверь» (1978).
В 1983 режиссер поставил фильм «Анна Павлова» – по биографии великой русской балерины Анны Павловой.
В конце 1980-х годов он вновь вернулся на «Молдова-фильм», работал на молдавском телевидении, где экранизировал поэму М. Эминеску «Лучафэрул». В 1987-1992 годах он был президентом Союза Кинематографистов Молдовы, а также преподавал на курсах для актеров театра в Кишиневском Институте Искусств.
Известен Лотяну и как автор нескольких сборников стихов - «Смятение» (1956), «Ритмы» (1965), «Двойная спираль» (1976) и других - и сборника рассказов и повестей.
Народный артист РСФСР, Заслуженный деятель искусств Молдавской ССР - Эмиль Владимирович являлся обладателем различных кинематографических наград, его фильмы неоднократно отмечались призами крупнейших международных фестивалей.
Скончался Эмиль Владимирович Лотяну 18 апреля 2003 года в Москве, был похоронен на Ваганьковском кладбище столицы.