Lionel Abelanski suit les cours Florent, et apparaît pour la première fois à l'écran en 1988 dans le film Romuald et Juliette avec Daniel Auteuil. Il se se consacre pourtant au début de sa carrière essentiellement au théâtre.
Dans les années 90, il joue dans la comédie Delphine 1 - Yvan 0, puis Didier, signés par les anciens Nuls, Dominique Farrugia et Alain Chabat.Il donne ensuite la réplique à Yvan Attal dans le court-métrage I got a woman, qui servira d'esquisse au film du cinéaste Ma femme est une actrice. En 1998, il joue dans le drame Train de vie, qui lui vaut une nomination au César du Meilleur espoir. Mais il reste plutôt habitué à des rôles d'ahuri dans des comédies à l'humour potache : .Mais qui a tué Pamela Rose ?, La Beuze aux côtés de Michaël Youn.
En 2004, il est à l'affiche de Double zéro, Grand rôle, Un petit jeu sans conséquence avec Jean-Paul Rouve. Il tourne ensuite en 2005 Je préfère qu'on reste amis.., Je ne suis pas là pour être aimé de Stéphane Brizé, Itinéraires de Christophe Otzenberger, Nos jours heureux de Eric Toledano, Poltergay de Eric Lavaine, Zone libre de Christophe Malavoy, Je déteste les enfants des autres ! de Anne Fassio, Les Yeux bandés de Thomas Lilti, Reviens-moi de Joe Wright. En 2008, il est au casting de 15 ans et demi de François Desagnat, aux côtés de Daniel Auteuil.
L'année 2009 est encore celle de la comédie pour Lionel Abelanskipuisqu'on le voit notamment dans Safari, réalisée par Olivier Baroux, aux côtés de Kad Merad, puis dans Tellement proches où il retrouve Eric Toledano et Olivier Nakache. Suit la comédie Protéger et servir de Eric Lavaine, toujours avec Kad Merad, mais avec Clovis Cornillac en plus.