Луиза Буржуа родилась 25 декабря 1911. Её детство и отрочество прошли в Обюссоне. У родителей была мастерская по реставрации шпалер.
В эти ранние годы Луиза Буржуа стала свидетельницей супружеских измен отца с английской гувернанткой, жившей у них в доме. Эти события, смерть матери в 1932 году, попытка самоубийства и сложные отношения с отцом оставили глубокие эмоциональные раны, от которых Буржуа пыталась освободиться в дальнейшем при помощи творчества. Дневники, которые она хранила с 1923, говорят о раздиравших Луизу Буржуа чувствах гнева, вины, страха. Богатое символическое творчество Буржуа носит глубоко личный характер, его нельзя рассматривать отдельно от её истории жизни.
В 1932 Буржуа поступила в Сорбонну, где изучала математику, в 1936 году занялась изучением искусствоведения в Школе Лувра и в Школе изящных искусств, ассистировала Фернану Леже, увлеклась левыми идеями (коммунизмом), сюрреализмом и конструктивизмом. Тогда же пару раз посетила Советский Союз.
В 1938 вышла замуж за американского искусствоведа Роберта Голдуотера, эксперта по первобытному искусству, который стал первым директором нью-йоркского музея первобытного искусства в 1957.
В 1939 вместе с мужем переехала в Нью-Йорк.
В Америке она обратилась к скульптуре.
В 1947 Буржуа сделала первую вертикальную скульптуру из дерева, первая выставка её скульптур прошла в 1949 году.
В 1951 году умер отец художницы, Луиза Буржуа получила американское гражданство.
С 1960 году Буржуа начала преподавать на регулярной основе.
С 1966 году стала участницей феминистского движения.
В 1967 году Буржуа начала использовать мрамор и бронзу при создании скульптур.
С 1972 году художница регулярно посещает Италию.
В 1973 году умер муж Буржуа, Роберт Голдуотер.
В 1977 году художница получила почетную степень доктора изящных искусств Йельского университета.
В 1980 году Буржуа покупает большую студию в Бруклине.
В 1982 году прошла первая ретроспектива художницы — в Музее современного искусства в Нью-Йорке.
В 1985 году состоялась первая персональная выставка художницы во Франции.
В 1992 году Буржуа показывает первый скульптурный энвайронмент.
В 1993 году представляет США на Венецианской биеннале.
В 2001—2002 в Эрмитаже прошла выставка работ Буржуа (скульптур, предметов и литографий).31 мая 2010 года Буржуа скончалась в Нью-Йорке в возрасте 98 лет.