*.tex
é um padrão, não uma expressão regular. Para corresponder a um padrão, não use o operador =~
.
Além disso, o seu loop itera sobre os diretórios, não sobre os arquivos dentro deles.
d=( lebenslauf titlePage )
for dir in "${d[@]}" ; do
for file in "$dir"/*.tex ; do
echo $file
done
done