Con gái của đạo diễn Jacques Doillon và nữ diễn viên Jane Birkin, em gái cùng cha khác mẹ của Charlotte Gainsbourg, em vợ của Yvan Attal, Lou sinh ra trong ngành công nghiệp điện ảnh Pháp. Cô có một tuổi thơ nổi loạn, và bắt đầu sự nghiệp diễn xuất với vai diễn con gái của mẹ mình trong phim Kung-fu master! (1988). Sau đó, cha cô đã cho cô cơ hội đóng vai chính đầu tiên trong phim Trop (peu) d'amour (1998), và cô cũng tham gia diễn xuất trong phim Mauvaises fréquentations (1999). Cô trở thành một người mẫu nhờ vẻ đẹp khác biệt của mình và hiện là một ngôi sao trong ngành công nghiệp điện ảnh Pháp và châu Âu.
