Lionel Sow studoval zpěv a dirigování sboru na Conservatoire National Supérieur de Musique v Paříži. Od roku 2011 byl ředitelem Choeur de l’Orchestre de Paris. Od roku 2017 je také členem katedry zpěvu a sborového dirigování na Conservatoire de Lyon. Pravidelně také působí jako hostující orchestrální i sborový dirigent ve Francii i v zahraničí. V minulosti realizoval projekty s mnoha soubory, např.: Choeur de Radio-France, Coro sinfonico di Milano, Maîtrise de Radio-France, Choeur de l’Armée Francaise, UC Santa Barbara Chamber Choir, Sequenza 9.3, Les Sacqueboutiers, Ensemble Doulce Mémoire, Orchester du Conservatoire de Paris, Southbank Sinfonia, Ensemble Justiniana, L’Escadron volant de la Reine, Orfeón Donostiarra. Lionel Sow spolupracoval s takovými skvělými dirigenty jako: Thomas Adès, Giovanni Antonini, Bertrand de Billy, Fabio Biondi, Herbert Blomstedt, Karina Canellakis, Myung-Whun Chung, Riccardo Chailly, James Conlon, Jonathan Darlington, Patrick Davin, Gustavo Dudamel a Vladimir Fedoseyev, Claus Peter Flor, Patrick Fournillier, Mikko Franck, Leonardo García Alarcón, Valery Gergiev, Reinhard Goebel, Daniel Harding, Jean-François Heisser, Thomas Hengelbrock, Pablo Heras-Casado, Antony Hermus, Manfred Honeck, Jakub Järviša, Paavo , Michail Jurowski, Louis Langrée, Marko Letonja, Yoel Levi, Jesús López Cobos, Gergely Madaras, Wayne Marshall, Enrique Mazzola, Cornelius Meister, Jacques Mercier, Ingo Metzmacher, Zsolt Nagy, John Nelson, Tomáš Netopil, Gianandrea Noders Grete Pedersena Plasson, Andris Poga, David Reiland, Pascal Rophé, François-Xavier Roth, Gennady Rohdestvensky, Yutaka Sado, Esa-Pekka Salonen, Tugan Sokhiev, Jaap van Sweden, Michel Tabachnik, Michael Tilson Thomas, A lexander Vedernikov, Franz Welser-Most, Kazuki Yamada, Scott Yoo, Simone Young, Thomas Zehetmair. Jeho diskografie zahrnuje řadu nahrávek se sbory Maîtrise Notre-Dame de Paris a nahrávky pro vydavatelství Hortus a Deutsche Gramophone. V roce 2011 se stal rytířem Řádu umění a literatury. Od sezóny 2021/2022 je novým uměleckým šéfem sboru NFM ve Wroclawi.