Originaire de Limoges, Lionel Chamoulaud avait deux passions : le sport et les médias. Après avoir décroché le bac, il se lance dans des études de journalisme à l'Ecole de journalisme de Bordeaux[1].
Il entame sa carrière par des stages dans les stations régionales de FR3. L'un de ses premiers stages était à Caen avec Henri Sannier, alors rédacteur en chef. Il intègre le service des sports d'Antenne 2 en . Il sera notamment le spécialiste Formule 1 de Stade 2.
Dans les années 1983-1984, il commence ses premiers commentaires de tennis à Wimbledon. Il commente le tournoi de Roland Garros et certains matchs de l'équipe de France en Coupe Davis en compagnie d'Arnaud Boetsch depuis 2008. Pendant plus de dix ans, à partir de 1988, il commentait en compagnie de Patrice Dominguez puis avec Guy Forget dans les années 2000.
Après avoir été le joker de Gérard Holtz à Stade 2 de 2006 à 2008, il devient le présentateur de l'émission sportive dominicale de France 2 de à .
Dans un autre registre, depuis , Lionel Chamoulaud occupe le poste de responsable pédagogique de l'IICP Journalisme, une école spécialisée dans les métiers de la communication et du journalisme à Paris.
De 2016 à 2018, il présente chaque année quotidiennement le Rallye Dakar sur France 4 à partir de 18 h 40, et Le Journal du Dakar sur France 3 à 20 h 10. Il succède à Gérard Holtz qui officiait aux commentaires de la compétition internationale automobile depuis 1994[2],[3].