Louise Bourgeois nació el 25 de diciembre de 1911 en París de Louis Bourgeois y Joséphine Fauriaux. La familia, incluida la hermana mayor de Bourgeois, Henriette, vivía en el Boulevard Saint Germain, donde Louis y Joséphine continuaron el negocio de antigüedades de la familia Fauriaux abriendo una galería de tapices. En 1913, nació el hermano de Bourgeois, Pierre.
En 1919, la familia adquirió una propiedad en Antony, un suburbio de París, que incluía un taller para la restauración de tapices. También fue por esta época cuando la madre de Bourgeois, Joséphine, contrajo la gripe española, de la que nunca se recuperó por completo. Los inviernos se pasaban en climas más cálidos, y la educación de Bourgeois se interrumpía con frecuencia para ayudar a cuidar a su madre. En 1922, la au pair británica Sadie Gordon Richmond se unió a la familia burguesa para enseñar inglés a los niños. Viviendo con ellos durante casi una década, Sadie también se convirtió en la amante de Louis.
La madre de Bourgeois murió en septiembre de 1932. En noviembre de ese año, después de recibir su bachillerato en filosofía del prestigioso Lycée Fénelon en París, Bourgeois ingresó a la Sorbona para estudiar matemáticas. Sin embargo, profundamente deprimida por la muerte de su madre, pronto recurrió al arte. Bourgeois asistió a diferentes academias y talleres de artistas en París, y tomó clases en la Academia de la Grande-Chaumière, la Escuela de Bellas Artes y la Escuela del Louvre. Durante este tiempo, ella también estudió con Fernand Léger, quien le dijo que su sensibilidad se inclinaba hacia lo tridimensional.
En 1938, Louise Bourgeois conoció y se casó con el historiador de arte estadounidense Robert Goldwater y se mudó a la ciudad de Nueva York, donde criaron a tres hijos. Poco después de su llegada a Nueva York, Bourgeois se inscribió en la Art Students League, donde comenzó a hacer impresiones, y en 1945, tuvo su primera exposición individual de pinturas en la Galería Bertha Schaefer, Nueva York. Comenzó a crear formas escultóricas de madera encontrada en el techo de su edificio de apartamentos, Stuyvesant’s Folly, a mediados de la década de 1940. En 1949, Bourgeois exhibió este trabajo por primera vez en una exposición individual, Recent Work 1947–1949: Seventeen Standing Figures in Wood , en la Peridot Gallery, Nueva York. Otras dos exposiciones individuales en la Galería Peridot seguirían en 1950 y 1953. En 1951, el Museo de Arte Moderno adquirió Sleeping Figure (1950)
A lo largo de las décadas de 1940 y 1950, el trabajo de Bourgeois se presentó con artistas expresionistas abstractos, incluidos Jackson Pollock, Mark Rothko y Willem de Kooning, en varias exposiciones colectivas. Estuvo en contacto con artistas europeos en Nueva York como Marcel Duchamp, André Breton y Joan Miró. En 1946, Bourgeois comenzó a hacer impresiones en el Atelier 17. de Stanley William Hayter.
Después de la inesperada muerte de su padre en 1951, Bourgeois cayó en una profunda depresión, lo que condujo a su psicoanálisis con el Dr. Henry Lowenfeld. En 1964, después de un período de relativo aislamiento, tuvo su primera exposición individual en once años en la Stable Gallery, Nueva York. Su nuevo trabajo, hecho en yeso y látex, reveló un giro hacia procesos más orgánicos, e introdujo la «Guarida» como una forma escultórica única. En 1966, Lucy Lippard incluyó el trabajo de Bourgeois en la exposición seminal Eccentric Abstraction , junto con una generación más joven de artistas como Eva Hesse y Bruce Nauman. A finales de los años sesenta y principios de los setenta, Bourgeois viajaba con frecuencia a Italia para trabajar en mármol y bronce.
El esposo de Bourgeois murió en marzo de 1973. En 1974, creó The Destruction of the Father , que se mostró por primera vez en una exposición individual en 112 Greene Street ese mismo año. En 1978, realizó una actuación ( Un banquete: un desfile de moda de partes del cuerpo ) dentro de su primer entorno espacial, Confrontación (1978), en la Galería de Arte Contemporáneo de Hamilton, Nueva York. En 1980, conoció a Jerry Gorovoy, quien la incluyó en una exposición colectiva que él comisionó en la Galería Max Hutchinson, Nueva York. Posteriormente, Gorovoy se convertiría en su asistente a tiempo completo y permanecería una presencia constante por el resto de su vida.
En 2000, después de una década de exposiciones y premios internacionales, la Tate Gallery of Modern Art encargó a Bourgeois la instalación inaugural de la nueva ubicación del museo en el Turbine Hall de la central eléctrica de Bankside. Presentó una araña de acero y mármol de treinta pies, Maman (1999), y concibió tres torres arquitectónicas de acero tituladas I Do , I Undo y I Redo(1999-2000). Los siguientes diez años continuaron trayendo la aclamación burguesa. Fue objeto de numerosas exposiciones importantes, incluida la primera muestra de un artista estadounidense vivo en el Museo Estatal del Hermitage en San Petersburgo, en 2001, comisariada por Julie Sylvester. En 2007, otra gran retrospectiva de su trabajo fue organizada por la Tate Modern y el Centre Pompidou. Comisariada por Frances Morris, Marie-Laure Bernadac y Jonas Storsve, la exposición viajó al Museo Solomon R. Guggenheim, Nueva York, el Museo de Arte Contemporáneo, Los Ángeles, y el Museo y Jardín de Esculturas Hirshhorn, Washington, DC
Bourgeois fue nombrada Oficial de la Orden de las Artes y las Letras por el ministro de cultura francés en 1983. Otros honores incluyeron el Gran Premio Nacional de Escultura del gobierno francés en 1991; la Medalla Nacional de las Artes, presentada por el presidente Bill Clinton en 1997; el primer premio al logro de por vida del Centro Internacional de Escultura en Washington DC; y elección como miembro de la Academia Americana de las Artes y las Ciencias. En 2008, la medalla de la Legión de Honor francesa fue presentada a Bourgeois por el presidente Nicolas Sarkozy en la casa del artista en Chelsea.
El 31 de mayo de 2010, Louise Bourgeois falleció a la edad de 98 años.