Luigi Mussini, fils de Natale Mussini, maître de chapelle à la cour prussienne de Berlin, fut envoyé pour son éducation dans les arts, la musique et la littérature à Florence. Il est éduqué d'abord par son aîné Cesare Mussini (1804–79) et ensuite à l'Académie du dessin de Florence où il suivit les cours de Pietro Benvenuti et de Giuseppe Bezzuoli. Étudiant les principes néo-classiques, tout en restant sensible aux maîtres des XIVe et XVe siècles, il s'oriente vers le purisme italien dont il fut un des signataires du manifeste, travaillant en Toscane et qui en 1841, avec La Musica Sacra (La Musique Sacrée) (Galerie d'Art moderne, Florence), avait joint la référence à la peinture ombrée du Quattrocento, d'où était né le mouvement nazaréen, à la leçon formelle prise chez Ingres.
Sa femme Luigia Mussini-Piaggio, peintre également, mourut en couches en 1865 en donnant naissance à sa fille Luisa Mussini qui fut, à partir de 1893, l'épouse et l'assistante de son ancien élève Alessandro Franchi.