"Ce monde dans lequel nous vivons se trouve dans une situation dangereuse", a déclaré le réalisateur de 79 ans en recevant son prix, dénonçant "un projet d'austérité qui est conduit par des idées que nous appelons néo-libérales, qui risquent de nous amener à la catastrophe".
"Ces pratiques néo-libérales ont entraîné dans la misère des millions de personnes, de la Grèce au Portugal, avec une petite minorité qui s'enrichit de manière honteuse", a-t-il ajouté, disant "espérer" que se maintienne "un cinéma de protestation, un cinéma qui met en avant le peuple contre les puissants", dont il est l'un des représentants.
Son film "Moi, Daniel Blake", dénonciation de la casse du système social, suit le parcours kafkaïen d'un chômeur malade pour toucher des aides.
Six fois primé à Cannes, où il avait reçu la Palme d'or en 2006 pour "Le Vent se lève", Ken Loach rejoint avec cette récompense le club fermé des réalisateurs ayant reçu deux fois la Palme d'or, aux côtés des frères Dardenne, d'Emir Kusturica ou de Michael Haneke.
Le Grand Prix a été remis au cinéaste canadien de 27 ans, Xavier Dolan, pour "Juste la fin du monde", huis clos familial survolté avec un casting haut de gamme, de Gaspard Ulliel à Vincent Cassel en passant par Marion Cotillard, Léa Seydoux et Nathalie Baye.
"Tout ce qu'on fait dans la vie, on le fait pour être aimé, pour être accepté", a déclaré en larmes le réalisateur, qui avait reçu le prix du Jury en 2014 pour "Mommy".
"Je tournerai toute ma vie des films, aimé ou non", a-t-il lancé avant de citer l'écrivain Anatole France: "Je préfère la folie des passions à la sagesse de l'indifférence".
Le prix d'interprétation féminine est allé à la Philippine Jaclyn Jose pour "Ma' Rosa" de son compatriote Brillante Mendoza.
"Je ne sais que dire, je suis si surprise... Merci, merci à Brillante Mendoza, c'est un réalisateur formidable, un vrai génie", a déclaré, très émue, l'actrice de 52 ans, star dans son pays.
Dans ce film, cri contre la corruption, elle incarne une mère de famille modeste, forcée de réunir une importante somme d'argent pour éviter la prison, ainsi qu'à son mari.
Le prix d'interprétation masculine a été attribué à l'acteur iranien Shahab Hosseini pour "Le Client" d'Asghar Farhadi.
"Je remercie Dieu", a déclaré l'Iranien de 42 ans qui a dédié son prix à son "peuple".
Fidèle d'Asghar Farhadi avec qui il avait joué notamment dans "Une Séparation", Shahab Hosseini interprète un acteur dont la femme se fait agresser dans "Le Client", histoire d'un couple dans la classe moyenne de Téhéran.
Asghar Farhadi, 44 ans, a quant à lui reçu le prix du scénario pour ce film.
La Britannique Andrea Arnold, 55 ans, a elle remporté le Prix de Jury pour son premier film tourné aux Etats-Unis, "American Honey", plongée dans l'Amérique profonde en compagnie d'une bande de jeunes déclassés.
Le Prix de la mise en scène a été remis, ex-aequo, au Roumain Cristian Mungiu pour "Baccalauréat" et au Français Olivier Assayas pour "Personal Shopper" avec Kristen Stewart.
Dans "Baccalauréat", Cristian Mungiu, Palme d'or en 2007, sonde avec acuité les compromissions et la corruption dans la société roumaine.
"Personal Shopper", signé Olivier Assayas raconte l'histoire d'une jeune femme, Maureen, qui espère entrer en contact avec son frère jumeau disparu.
Le film allemand "Toni Erdmann" de la réalisatrice Maren Ade, qui était donné grand favori depuis plusieurs jours, est en revanche reparti bredouille.