Élève du Cours Florent, Lionel Abelanski débute au théâtre sous la direction de Gilles Cohen dans Un mouton à l’entresol, Le Mystère de la chambre jaune et Les Petits Marteaux, Jean-Luc Revol avec Le plus heureux des trois, Jean-Louis Martinelli avec Germania 3, Benno Besson avec Quisaitout et Grobeta de Coline Serreau, ainsi que Jean-Michel Ribes dans Le Théâtre sans animaux. 

Ces dernières années, ce sont Édouard Baer avec les créations de Miam miam, et À la française, Ladislas Chollat avec Pleins feux, Marc Paquien avec Les Voisins, Pierre Laville avec Bash, Guilla Braoudé avec Les Insatiables, Caroline Duffau et Serge Hazanavicius avec Géronimo, Thierry Lavat avec La Méthode Grönholm, Bernard Murat avec Un dîner d’adieu, Du vent dans les branches de Sassafra, La Récompense et Encore un instant, Kad Merad avec Amis et Pauline Susini pour Un tramway nommé Désir qui lui vaut une nomination aux Molières. 

Au cinéma, il est nommé pour le César du meilleur espoir masculin en 1999 pour son interprétation dans Train de vie de Radu Mihaileanu, qu’il retrouvera quelques années plus tard dans Le Concert. Il collabore entre autres avec Dominique Farrugia, Alain Chabat, Éric Lartigau, Olivier Nakache et Éric Toledano, Benoît Cohen, Thomas Lilti, Michel Hazanavicius, Jean-Paul Salomé, Éric Lavaine, Diane Kurys, Olivier Barroux, Bouli Lanners. Après Roxane, il retrouve Mélanie Auffret dans Les Petites Victoires.

Puis il endosse le costume du chauffeur de Jacques Chirac dans Bernadette de Léa Domenach, il tourne aussi à l’étranger sous la direction de Joe Wright dans Reviens-moi, de Woody Allen dans Magic in the moonlight et de Dragan Bjélogric dans Réaction en chaîne. À la télévision, il joue auprès de Kad Merad et Olivier Baroux dans Pamela Rose, la série, réalisée par Ludovic Colbeau-Justin pour Canal+.

Il fait partie de l’équipe du spectacle Mort prématurée d’un chanteur populaire dans la force de l’âge de Wajdi Mouawad en 2019.