À 13 ans, il intègre l'orchestre lyrique du théâtre municipal de Calais2. En 1972, il obtient les premiers prix du conservatoire de Calais et de musique contemporaine de la Sacem pour sa composition pour violon préparé.
Il admire la musique classique mais, initié par son grand frère pianiste Francis, il s'oriente vers le jazz. Il découvre le violon amplifié et préfère intégrer à la fin de l'année 1974 le groupe de jazz-rock Magma plutôt que de tenter l'entrée au conservatoire national supérieur de musique et de danse de Paris.
Engagé dans le big band de Michel Colombier, Didier Lockwood se fait remarquer par Stéphane Grappelli qui lui propose de l'accompagner dans ses tournées. Il est ensuite invité par le pianiste Dave Brubeck et commence une carrière solo.
Il enchaîne ensuite les albums avec différentes formations, notamment son fameux DLG (Didier Lockwood Group).
Il joue en compagnie de Martial Solal, Gordon Beck, NHOP, UZEB, Michel Petrucciani, Aldo Romano, André Ceccarelli, Jean-Paul Céléa, Miles Davis, Lenny White, Marcus Miller, Herbie Hancock, Elvin Jones, les frères Marsalis ou encore Magma (qui l'a vraiment révélé), Barbara, Richard Galliano, Claude Nougaro, Bernard Lubat, Faton Cahen, Ivan Paduart, Richard Bohringer, Jacques Higelin, Mama Béa, Jean-Charles Capon, Jean-Marie Ecay, Sylvin Marc, Jean-Michel Kajdan, Kirt Rust, etc. Il séjourne à plusieurs reprises aux États-Unis où il enregistre quelques albums.
Il explore en permanence de nouveaux horizons, comme en témoigne son spectacle Omkara réalisé avec le chorégraphe indien Raghunath Manet, danseur de Bharata Natyam, compositeur et joueur de vinâ. Il est également célèbre pour ses solos des « mouettes », démonstrations d'effets électroniques pour violon solo.
Didier Lockwood se distingue aussi par son implication pédagogique en publiant une méthode d'improvisation intitulée Cordes et âmes (prix Sacem 2002), et en créant en 2001 à Dammarie-les-Lys le Centre des musiques Didier Lockwood, son école d'improvisation.
Il est chargé de la vice-présidence du Haut conseil de l'éducation artistique et culturelle qui lui a été confiée conjointement, le 19 octobre 2005, par les deux ministres français de la Culture et de la Communication, et de l'Éducation nationale.
À partir de 2011, Didier Lockwood anime le festival « Violons croisés » à Dammarie-les-Lys. Il est aussi, depuis la même année, le parrain du festival « Violons et chants du monde » à Calais. Initié par son ami d'enfance, Jean-Robert Lay, directeur du conservatoire à rayonnement départemental du Calaisis, ce festival qui a lieu tous les deux ans, permet aux spectateurs de voyager au travers des différents univers musicaux, avec comme fil rouge principal, le violon. Grâce à ce festival, ce sont des artistes comme le Syrien Fawaz Baker, la Française Natacha Atlas, le Malien N'Dialé, l'Américain Casey Driessen, ou encore le Colombien Yuri Buenaventura, qui se sont produits à Calais.
Le 16 janvier 2012, il remet au ministre de la Culture Frédéric Mitterrand un rapport12 relatif à une mission de réflexion dont la conduite lui a été confiée. Les conservatoires de France et l'Union nationale des directeurs de conservatoire (UNDC) se positionnent fermement contre ce rapport en en pointant ce qu'ils appellent « les contradictions et les erreurs », de même que des « vœux pieux ».
En 2013, il participe à la semaine du jazz français au Jazzhus Montmartre à Copenhague au Danemark.
En 2014, il est maire adjoint à la culture à Dammarie-les-Lys (Seine-et-Marne), fonction dont il démissionne en mars 2016.
Le 18 février 2018, à 62 ans, Didier Lockwood meurt brutalement d'une crise cardiaque à Paris. En juin de la même année, il devait être le parrain du FIMU de Belfort, le violon étant l'instrument invité de l'année. Il était également le cofondateur du Festival des Puces, un festival de jazz manouche qui se tient chaque année aux Puces de Saint-Ouen (Seine-Saint-Denis, France), rebaptisé Festival Didier Lockwood depuis sa mort.