Принцесса Луиза — единственная дочь принца Вильгельма Прусского, будущего германского императора Вильгельма I и его супруги принцессы Августы Саксен-Веймар-Эйзенахской, второй дочери великого герцога Карла Фридриха и великой княжны Марии Павловны Романовой. Внучка короля Пруссии Фридриха Вильгельма III и его супруги Луизы Мекленбург-Стрелицкой.
Вместе со старшим братом Фридрихом Вильгельмом, будущим императором Фридрихом III, Луиза росла в Берлине. В 1849 году её отец был назначен генерал-губернатором Рейнской области и Вестфалии. В феврале 1850 года на новое место жительство в кобленцский курфюршеский дворец переехала и его семья.
По обычаям того времени Луиза получила домашнее образование. Мать Августа прививала дочери так называемые «государевы добродетели», и Луиза бывала с визитами в сиротских домах и больницах, участвовала в благотворительных банкетах. Начиная с 1850 года юная принцесса стала проводить лето в Баден-Бадене. Спустя несколько недель после конфирмации Луизу познакомили с принц-регентом баденским Фридрихом. В сентябре того же года было объявлено о их помолвке.
20 сентября 1856 года, спустя несколько дней после провозглашения третьего сына великого герцога Леопольда I Баденского и Софии Вильгельмины Гольштейн-Готторпской Фридриха I великим герцогом баденским, принцесса Луиза вышла за него замуж в берлинском Городском дворце. В браке родилось трое детей:
- Фридрих Людвиг Леопольд Август (1857—1928), будущий великий герцог баденский
- София Мария Виктория (1862—1930), будущая королева Швеции
- Людвиг Вильгельм Карл Фридрих Бертольд (1865—1888), принц баденский
