Lluïsa Juliana era la filla gran del príncep Guillem el Taciturn, d'Orange-Nassau (1533-1584) amb la seva tercera esposa, la princesa Carlota de Borbó-Montpensier (1546-1582), filla del duc Lluís III de Montpensier i la comtessa de Bar-sur-Seine, Jacqueline de Longwy. Lluïsa Juliana és el primer membre neerlandès nascut a la Casa d'Orange-Nassau. Després que el seu pare fos assassinat el 1584 per Balthasar Gérard a Delft, va créixer amb les seves germanes al costat de la seva madrastra la princesa Lluïsa de Coligny (1555-1620) a Delft. Com a líder d'una de les principals famílies protestants, estava tractant de trobar marits influents de la seva religió per a les seves fillastres.[1]
Matrimoni
El 23 de juny de 1593, Lluïsa Juliana va ser la primera germana a casar-se, amb Frederic IV del Palatinat. Després de les noces, van sortir acompanyats per la seva germana petita Emília Antuerpiana a Heidelberg.[1]
Després de més d'una privació en la infància i l'adolescència, la piadosa princesa va haver d'acostumar-se a una cort relativament rica i un espòs amant de la diversió. El matrimoni continuava sent tan feliç i Lluïsa Juliana ocupada en la seva família.
A la mort del seu marit el 1610, va governar en nom del seu fill Frederic V, conegut com a «rei d'un hivern», però el tutor principal va ser el duc Joan II del Palatinat-Zweibrücken. Després d'un any, el seu fill va ser declarat major d'edat i Lluïsa Juliana ho va enviar a completar la seva educació a la cort de la seva germana Elisabet de Nassau a Sedan.
Quan l'emperador Maties I del Sacre Imperi Romanogermànic va morir el 1619, el regne de Bohèmia li va oferir el tron al seu fill Frederic V del Palatinat el 24 d'agost de 1619. Ella va aconsellar el seu fill, sense èxit, de què no acceptés la corona. Després de l'aventura a Bohèmia, la família Electoral va haver de fugir de les tropes imperials del Palatinat.[1]
Darrers anys
No va tornar a veure més el seu fill. Se'n va anar amb dos dels seus nets primer a Württemberg, però el duc Joan Frederic de Württemberg, per temor a l'emperador, li va exigir que abandonés el país. Es va mudar amb la seva filla a Berlín a la cort del príncep elector Jordi Guillem de Brandenburg. El 1638 aquest es va traslladar a Königsberg amb tota la seva família com a conseqüència dels estralls de la Guerra dels Trenta Anys.[1]