Nació el 18 de Mayo del 1987 en la ciudad de Buenos Aires en el casi laberíntico barrio de Parque Chas donde aún reside, hija de Eduardo y Betty. Su primera aparición en cámara fue en Mi Familia es un Dibujo, en 1995. En 1999, después de presentarse a un casting, es elegida por Cris Morena, para formar parte del elenco de Chiquititas, en la que participó hasta el año 2001 interpretando a Luisana Maza.

Siendo muy pequeña, su mejor amiga le consiguió una pequeña participación en la película Un Amor en Moisés Ville, con Naty landman en la que se muestra cómo varios grupos de judíos escapaban desde la Rusia zarista y eran trasladados hasta diferentes lugares de la Argentina, uno de ellos, en la provincia de Santa Fe. Ahí también tuvo una participacion Natalia Landman. En la misma, la letra de la actriz era en inglés.

Al año siguiente participa, junto a un gran elenco, en la película Chiquititas, Rincón de Luz, filmada en la ciudad patagónica de Villa La Angostura.

En 2002, Cris Morena, destacada productora del país, crea la telenovela Rebelde Way, y elige una vez más a Luisana para que ésta sea partícipe, interpretando a Mia Colucci, una chica rica que fue criada sólo por su padre, un empresario. La tira que se centraba en el colegio Elite Way School, se emitió por Canal 9, en el horario de las 20 horas.Junto a tal novela, surge la banda musical Erreway, conformada por Luisana, Benjamín Rojas, Camila Bordonaba y Felipe Colombo, banda de la cual son comercializados tres trabajos discográficos y que realizó una gira por diferentes países.

Rebelde Way llega a su fin a finales de 2003, con una audiencia promedio diaria de 3 millones de espectadores en la Argentina. En 2004, para poner fin a este éxito, es grabada la película Erreway: 4 caminos, interpretada por los cuatro actores principales, filmada en el noroeste argentino.

En ese mismo año, Luisana se embarca en un nuevo proyecto, Los Pensionados, por la pantalla de canal 13, en el horario de las 21. En ella, interpreta a Kathy, una chica celosa y mimada por su padre, Carlos (Diego Alarcón), quien se enamora de Manuel, personaje interpretado por Nicolás Vázquez. Tal novela televisiva continúa durante seis meses, pero sin mucho éxito, por lo que fue cancelada a mediados de 2004. Al finalizar ésta, Luisana comienza otra tira en reemplazo de la anterior, junto al actor y comediante Dady Brieva: Los secretos de Papá. En ella, Luisana interpreta a la hija del protagonista, la que se escapa desde la casa de su madre en Córdoba, para ir a verlo hasta Buenos Aires. La tira duró hasta febrero de 2005. Sin éxito, terminó con su horario desplazado hasta las 23 horas.

A fines de 2004 Erreway, la banda musical que Luisana integraba, se disuelve.

En 2005, Luisana vuelve a la televisión, en la sitcom Casados con hijos, una serie de Married with Children, esta vez junto a su hermano, Dario Lopilato, a Guillermo Francella y Florencia Peña, por Telefé. En ella interpreta a Paola Argento , la hija calentona y atolondrada de la familia Argento. Éste es uno de los trabajos que la impulsa a la fama pero casados con hijos gano el martin fierro de la comedia del año, eso le trajo mas fama a la actriz.

En 2006, es convocada para protagonizar la tira Alma Pirata, emitida por Telefé, a las 21 horas, desde el 20 de marzo; con Mariano Martínez, Isabel Macedo y Benjamín Rojas (su antiguo compañero en Rebelde Way), Elsa Pinilla,  Fabian Mazzei, y mas tarde con la marcha de Mariano Martinez, entra Nicolas Vazquez.

A mediados de su trabajo en Alma Pirata, comienza nuevamente las grabaciones de la serie Casados con hijos (2da temporada), debido al gran éxito obtenido durante las repeticiones de la primera temporada durante el año 2006 con mucho éxito.

Luisana es la primera actriz que hizo dos trabajos en televisión en el 2006.

En 2007, jugó para el concurso llamado Odisea, Aventura Argentina conducido por Marley, en el equipo rojo que ganó en la ciudad de El Calafate.

También participa de la obra teatral "Arlequino servidor de dos patrones".

Actualmente interpreta a Ornella, la hermana de Giannela Neyra en la telenovela "El Capo".

Además Luisana Lopilato pondrá la voz de uno de los personajes principales de la película Plumíferos, primera película argentina realizada integramente con Blender, un software libre (GNU) de animación y edición.

Ultimamente trabaja para la serie "El Capo" su trama estaba basada en 2 familias involucradas en la mafia, y también esta haciendo la obra "Arlequino, servidor de dos patrones" en el Teatro la Ribiera.