Louise var det yngste og eneste overlevende barnet til Nicholas av Lorraine, hertugen av Mercæur og grevinne Marguerite d’Egmont. Hun ble født i Nomeny i hertugdømmet Bar. Moren døde da Louise var ett år gammel og faren giftet seg igjen med Joanna av Savoy-Nemours. Han ga Louise en klassisk utdannelse og introduserte henne for hoffet i Nancy da hun var ti år. Faren giftet seg en tredje gang med Catherine av Lorraine-Aumale etter Joannas død. I en alder av 20 år ble Louise beskrevet som vakker, høy og blond, og hun var stille, pliktoppfyllende og from.
Kort forlovelse
Louise møtte Henri III første gangen høsten 1573 under feiringen av at han var blitt valgt til konge av Polen. Han var da på vei til Krakow for å bli kronet. Charles IX døde like etterpå og Henri arvet den franske tronen. På vei for å overvære Henri IIIs kroning i Reims fikk Louise tilbud om ekteskap fra Henri. Allerede to dager etter kroningen ble de gift på samme sted.
Den søte og dydige Louise forelsket seg raskt i ektemannen og forble forelsket til tross for all utroskapen fra Henri. Hun slet veldig med konflikten mellom hennes egen familie (Lorraine- og Guise-slekten) og ektemannen under religionskrigen.
Louise var en tålmodig person og fant seg i alle påfunnene til ektemannen som likte å kle henne opp som en motedukke. Hun var bare glad for oppmerksomheten hans. Hun kom fra en relativt enkel oppvekst på landet og fikk derfor opplæring i hoffets etikette og regler av to hoffdamer som lykkes godt med oppgaven. Louise klandret seg selv for mangelen på barn og ble svært tynn og led i perioder av depresjon. Både hun og Henri dro på pilegrimsreiser og på spaopphold som skulle hjelpe på å bli gravid, men til ingen nytte.
Deprimert og i gjeld
Som dronning hadde Louise mange representasjonsoppgaver og var ofte med Henri på seremonier, selskaper og mottakelser. Hun deltok aldri i politikken annet enn ved seremonielle anledninger som mottakelser av ambassadører eller åpninger av parlamentet. Hun var svært populær blant folket og spilte en symbolsk rolle da hun og svigermoren forble i Paris etter at kongen hadde rømt fra byen under sin konflikt med hertugen av Guise.
Etter at Henri III ble myrdet 1. august 1589, sank Louise ned i en dyp depresjon og begynte å kle seg i tradisjonelt hvitt. Bare en måned etter ektemannens død begynte hun å jobbe for at han skulle renvaskes i bannlysningen for sin rolle i drapet på kardinal Guise.
De første 11 årene etter Henris død, bodde hun i Château de Chenonceau hvor hun dekket alle veggene i svart. Men uten inntekt og nedtynget i gjeld måtte hun etter hvert overlate slottet til sin niese Francoise av Lorraine. Louise døde ved Château de Moulins 29. januar 1601. Alle hennes eiendeler ble solgt for å dekke gjelden hennes. I september 1603 beordret paven at det skulle bygges et kloster hvor hun skulle gravlegges. Hun ble gravlagt der 20. mars 1608. Hun ble senere flyttet til St Denis.