Louise de Lorraine-Vaudémont s-a născut pe 30 aprilie 1553 la Castelul Nomeny și a fost a treia fiică a ducelui Nicolas de Lorraine și a contesei Marguerite d’Egmont, singurul lor copil supraviețuitor, celelalte două surori și fratele mai mic murind în copilărie. Cea de-a doua soție a ducelui, Jeanne de Savoie-Nemours, a fost o mamă vitregă bună, care s-a ocupat de educația ei și a introdus-o la curtea din Nancy la vârsta de zece ani. În schimb, cea de-a treia nevastă, Catherine de Lorraine-Aumont, care era cu doar trei ani mai mare decât prințesa, a fost de o răutate nejustificată, care a afectat-o mult în adolescență.
La vârsta de douăzeci de ani, prințesa era descrisă ca fiind înaltă, subțire, blondă cu pielea albă, ochi căprui, cu un profil fin și o frumusețe delicată, dar apărea rar în public, fiind ținută mai mult închisă de familie. În timp ce se afla la curtea verișorului său, Carol al III-lea, în toamna anului 1573, Louise a fost observată de Henric de Anjou, care devenise de puțin timp rege al Poloniei.
Acesta o vizita pe sora sa, Claude de Valois, ducesă de Lorena, și a observat asemănarea tinerei cu Maria de Cléves, soția prințului de Condé, de care era îndrăgostit la acea vreme. Devenit rege al Franței, Henric al III-lea a aflat de moartea Mariei de Cléves, cu care dorea să se căsătorească după anularea căsătoriei acesteia cu prințul de Condé.
Suveranul a refuzat o căsătorie aranjată de mama sa, Caterina de Medici, care ar fi vrut pentru el un mariaj cu o prințesă străină și și-a amintit de tânăra drăguță și modestă întâlnită în Lorena. În ianuarie 1575, Henric a trimis doi emisari, pe Philip Hurault de Cheverny, viitorul său cancelar, și pe Michel Du Guast, duce de Montgauger, pentru a o cere în căsătorie. Louisa, care se afla într-un pelerinaj la Saint-Nicolas-de-Port, a fost înștiințată că tatăl său a acceptat propunerea fără să aștepte întoarcerea ei pentru a o consulta.
La aflarea veștii că regele vrea să o ia de soție, delicata prințesă a crezut că este vorba de o glumă. Această căsătorie surprinzătoare a uimit întreaga țară, mai ales pentru că Louise aparținea unei ramuri tinere a casei de Guise, fiind de rang inferior, motiv pentru care era considerată nepotrivită pentru a deveni regina Franței.
Henric al III-lea se temea că o femeie dominantă l-ar fi făcut să-și piardă libertatea și a insistat să se căsătorească cu ea, pentru că era convins că va fi o soție blândă și rezervată și, deși această decizie a dezamăgit-o inițial pe Caterina de Medici, Regina mamă a sfârșit prin a aprecia smerenia nurorii sale.
Pe 13 februarie 1575 a avut loc încoronarea lui Henric al III-lea la Reims și două zile mai târziu s-a desfășurat nunta cu frumoasa prințesă. Henric a vrut să se ocupe personal de îmbrăcămintea, coafura și machiajul miresei, iar ceremonia a trebuit să fie amânată pentru după-amiază, pentru că pregătirile au întârziat.
Louise i-a fost devotată soțului ei, de care era profund îndrăgostită, era o persoană pioasă și foarte simplă și a suferit mult din cauza conflictului dintre fratele său, Philip-Emanuel de Lorena, duce de Mercoeur, și soțul ei în timpul războaielor religioase.
Henric s-a atașat imediat de ea și, chiar dacă i-a fost deseori infidel, nu a neglijat-o niciodată. Cuplul era foarte unit, iar Henric o încuraja mereu, mai ales pentru că ea suferea cumplit din cauza faptului că nu putea avea copii. Regina a trecut prin numeroase avorturi spontane și, în ciuda tuturor pelerinajelelor, tratamentelor balneare, consulturilor medicale și rugăciunilor, despre care credeau că vor avea efecte benefice, cei doi nu avut moștenitori.
După moartea lui François, Ducele de Anjou, fratele lui Henric, Louise a devenit și mai deprimată din cauza sterilității, pentru că știa că acest lucru însemna sfârșitul casei de Valois. Pe 1 august 1589 Henric al III-lea a fost asasinat de călugărul Jacques Clément și din acel moment, disperată și cu inima frântă, Louise a îmbrăcat doliul alb al reginelor pentru tot restul vieții, fiind numită de atunci regina albă.
Văduva a încercat să reabiliteze memoria soțului ei, excomunicat de papă după asasinarea cardinalului de Guise, iar pe 6 septembrie 1589, la o lună după moartea lui, i-a cerut public regelui Henric al IV-lea să o sprijine în demersul său.
Louise a trăit unsprezece ani la castelul Chenonceau, pe care îl moștenise de la Caterina de Medici, și-a mutat dormitorul la etajul al doilea, a pus să se vopsească pereții în negru și și-a adus un mobilier sărăcăcios, cu decorațiuni negre și argintii. Când a murit, pe 29 ianuarie 1601, regina a lăsat moștenire castelul Chenanceau nepoatei sale, Françoise de Lorraine. Toate bunurile fostei suverane au fost împărțite nevoiașilor.