Louise és filla de mestres de secundària, que la van motivar per seguir una carrera estable i va cursar cinc anys d'estudis a l'École Des Beaux-Arts de Rennes.[2] Es va convertir en mestra d'arts plàstiques al mateix temps que treballava com a model. Alguns dels seus treballs més notables com a model van ser com a debutant per al fotògraf Ian Sanderson.
Després de graduar-se el 2004, Bourgoin va començar a presentar el programa de televisió Kawaï! al canal de televisió Filles. Dos anys més tard, va fer una breu aparició al programa Direct 8.[cal citació] Al mateix temps, va treballar amb el presentador de televisió Marc Lacombe en un programa pilot per a PlayStation TV. Aquest canal de televisió mai va emetre i el programa no s'ha distribuït.
El 2006 va treballar com a dona del temps per a Li Grand Journal amb Michel Denisot, emès en horari nocturn al Canal +. Amb la finalitat d'evitar que les audiències la confonguessin amb la seva companya presentadora en el Grand Journal Ariane Massenet,[cal citació] Bourgoin va seleccionar el pseudònim de Salomé, però el Canal + li va rebutjar i aleshores va triar el nom de Louise Bourgoin en homenatge a l'escultora Louise Bourgeois.
El 2008 li van oferir el seu primer paper en una pel·lícula, interpretant una dona del temps a The Girl from Monaco.[3] Posteriorment, va participar en diverses pel·lícules com ara Les extraordinàries aventures d'Adèle Blanc-Sec, de Luc Besson –Adèle i el misterii de la mòmia, en català–,[4][5]i Black Heaven (titulada originalment L'autre monde), de Gilles Marchand, que va participar fora de concurs al Festival de Cannes el 2010.
