Lars Dittmann Mikkelsen er søn af bankmand Henning Dittmann Mikkelsen og sygehjælper Bente Mikkelsen. Han var i tre år medlem af en omrejsende gøgler-trio og blev derefter 1991-1995 uddannet på Statens Teaterskole. Han medvirkede i "Kuppet" på Mungo Park i 1993 og i "Johns åbenbaring" på Bådteatret i 1997. Han blev derefter tilknyttet Det Kongelige Teater, hvor han bl. a. medvirkede i "Slangehud" (1998), "Astma 5" (1999), "Jeg er grim" (1999), "Kærlighedens kværulanter" (1999) og "Ci-vi-li-sa-tion" og "Genfærd" (2000). Han forlod Det Kongelige Teater efter forårssæsonen 2000 og har senere bl.a. spillet i "Othello" på Østre Gasværk, "Lyset på bunden af floden" på Kaleidoskop, "Frosset" på Husets Teater og "Stor ståhej for ingenting" på Grønnegårds Teatret. Han har også haft en række markante filmroller i bl. a. "Cafe Hector" (1996), "Royal Blues" (1997). Han huskes for sin rolle i TV-serien "Edderkoppen", hvor han spillede den ustabile bror. I 2007 spillede han rollen som skoleborgmesteren i kriminalføljetonen "Forbrydelsen". Lars Mikkelsen fik Robert-prisen for bedste mandlige birolle i filmen "Der kommer en dag". Han blev den 10. oktober 1989 gift med skuespillerinden Anette Støvelbæk.