Après avoir débuté sa carrière comme ingénieur qualité chez Arcelor-Mittal en 1980, Luc ROUSSEAU rejoint la filiale capital-risque d’ELF Aquitaine à New York en 1981. Il occupe ensuite plusieurs postes de responsabilité au sein des directions régionales de l’industrie et de la recherche, notamment comme chef des divisions contrôles techniques et sûreté nucléaire du Nord Pas-de-Calais de 1983 à 1987, et comme chef de la division développement industriel d’Ile-de-France de 1987 à 1989. Il devient secrétaire général adjoint puis secrétaire général des directions régionales de l’industrie, de la recherche et de l’environnement à la DARPMI au ministère de l’industrie de 1989 à 1995. Il est nommé directeur adjoint du cabinet du ministre de l’éducation nationale (Francois Bayrou) et directeur de cabinet du secrétaire d’Etat à la recherche (Elisabeth Dufourcq) en 1995. Il devient conseiller du Directeur du Budget en 1996, puis directeur de cabinet du ministre délégué à la Poste, aux télécommunications et à l’espace (François Fillon) en 1997. Il retrouve la direction régionale de l'industrie, de la recherche et de l'environnement d'Ile-de-France en 1998, qu’il dirige jusqu’en 2002. Il est ensuite conseiller pour l’industrie, la recherche, l’environnement et le numérique au cabinet du Premier ministre (Jean-Pierre Raffarin) de 2002 à 2005. Il est nommé directeur général des entreprises en 2005, puis directeur général de la compétitivité, de l’industrie et des services en 2009. Il devient Vice-président du Conseil général de l’économie, de l’industrie, de l’énergie et des technologies (CGE) en 2012.