Louise wurde als Tochter des Titular-Landgrafen Wilhelm von Hessen-Kassel-Rumpenheim (1787–1867) und dessen Gemahlin, Louise Charlotte von Dänemark (1789–1864), Tochter des dänischen Erbprinzen Friedrich (1753–1805) und dessen Gattin Prinzessin Sophie Friederike von Mecklenburg (1758–1794), geboren. Sie war eine Nichte des dänischen Königs Christian VIII. (1786–1848) und eine Cousine von König Friedrich VII. (1808–1863). Darüber hinaus war sie eine Ur-Enkelin des dänischen und norwegischen Königs Friedrich V. Aus ihrer Abstammung aus dem alten dänischen Königshaus leitet sich auch ihr Anspruch auf die dänische Thronfolge ab.
Königin Louise und ihr Mann wurden Stammeltern der jetzigen Glücksburger Linie auf dem dänischen Thron. Bekannt wurden sie auch als „Europas Schwiegervater bzw. -mutter“. Die Eheschließung ihrer ältesten Tochter Alexandra 1863 war der Beginn einer Epoche, in deren Verlauf sich der dänische Hof zum Brennpunkt im damaligen herrschaftlichen Europa entwickelte.
Bereits 1853 war Prinz Christian, der in direkter Linie – aber weit zurückreichend – vom Oldenburger Königshaus abstammte, zum Nachfolger des kinderlosen Königs Friedrich VII. bestimmt worden. Dabei wurden seine Ansprüche auf die dänische Krone mit denen seiner Frau vereint. Nach dem Tod Friedrichs am 15. November 1863 auf Schloss Glücksburg bestieg Christian als König Christian IX. den dänischen Thron.
Königin Louise starb am 29. September 1898 auf Schloss Bernstorff im Alter von 81 Jahren. Sie wurde im Dom zu Roskilde, der traditionelle Begräbnisort der dänischen Könige, auf der Insel Seeland beigesetzt.<ref>Dronning Louise. In: gravsted.dk. Abgerufen am 6. November 2021 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).</ref>
Der große Sarkophag aus weißem Marmor, in dem König Christian IX. und Königin Louise gemeinsam ihre Letzte Ruhe fanden, wurde von Edvard Eriksen und dem Architekten Hack Kampmann entworfen. Der Sarkophag ist umgeben von drei Skulpturen, symbolisierend Erinnerung, Liebe und Trauer.
Ihre jüngste Tochter, Prinzessin Thyra, verliebte sich in einen bürgerlichen Leutnant der Kavallerie, Wilhelm Friedemann Marcher (1841–1872). Als sie kurz darauf schwanger wurde, reiste sie zu ihrem Bruder nach Athen, um einen Skandal zu vermeiden. Der dänischen Presse wurde mitgeteilt, dass die Prinzessin an Gelbsucht erkrankt sei. In Athen brachte Thyra am 8. November 1871 ein Mädchen zur Welt. Das Kind wurde von der Familie Rasmus und Anne Marie Jørgensen adoptiert und bekam den Namen Maria Katharina (Kate) (1871–1964). Der Kindsvater, Wilhelm Friedemann Marcher, wählte am 4. Januar 1872 den Freitod nach einer Konfrontation mit König Christian IX.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />etoile.co.uk (Memento vom 17. Juni 2009 im Internet Archive)</ref>
In einer 2002/2003 vom dänischen Fernsehen produzierten Dokumentarserie über König Christian IX. und seine europäische Nachkommenschaft bildete das Stammschloss Glücksburg den Ausgangspunkt für die Dreharbeiten. Die mehrteilige Serie war in Dänemark ein großer Erfolg und wurde mittlerweile in über 100 Ländern ausgestrahlt. Begleitend zur Serie erschien ein Bildband, der inzwischen mehrere Auflagen erlebte.
In Kopenhagen ist Dronning Louises Bro, eine bekannte Brücke, welche die Innenstadt mit Nørrebro verbindet, nach Louise benannt.
Diese direkten Nachkommen von Louise und Christian sitzen aktuell auf dem Königsthron: Charles III. König des Vereinigten Königreichs, Konstantin II. König von Griechenland (bis zur Abschaffung der Monarchie am 1. Juni 1973), Philippe König der Belgier, Frederik X. König von Dänemark und Harald V. König von Norwegen.
Eckhart G. Franz (Hrsg.): Haus Hessen. Biografisches Lexikon. (= Arbeiten der Hessischen Historischen Kommission N.F., Bd. 34) Hessische Historische Kommission, Darmstadt 2012, ISBN 978-3-88443-411-6, Nr. HK 78, S. 171–172 (Christine Klössel).