Da non confondersi col fratello François Le Vau, architetto della chiesa di Saint-Louis-en-l'Île à Paris.
Biografia
Suo padre, anch'egli Louis, abbandona la sua attività di intagliatore di pietre nel 1634 per darsi all'edilizia e diventare poi nel 1635 maestro edile. Il giovane Louis collabora col padre con disegni e consigli, che gli permettono di cominciare proprio in quegli anni la sua carriera di architetto e di entrare nel cantiere dell'île Saint-Louis, occupandosi di svilupparla per renderla una zona abitabile. Costruisce delle dimore ordinarie: tre per Nicolas Pontheron, due per Guillaume Véniat e Denis Postel, tre per Pierre Chomel e sette per Antoine Le Marier, ma anche per dei ricchi clienti come Sainctot, Hesselin, Gruyn des Bordes, Jean-Baptiste Lambert, o Gillier («Hôtel de Gillier», sul quai d'Anjou negli anni 1637-1639), e infine delle residenze di campagna.
Diviene celebre nel 1654 per la nomina a primo architetto del re Luigi XIV. Nel 1656 Nicolas Fouquet gli commissiona la costruzione di Vaux-le-Vicomte, dove punta alla grandiosità e non al rispetto dei canoni dell'architettura classica. Al centro della facciata dal lato del giardino Le Vau crea un salone ovale che fuoriesce dalla struttura cubica dell'edificio e permette, dall'interno, une vista panoramica sui giardini creati da André Le Nôtre. Questo tipo di salone avrà una grande posterità durante nell'architettura dei castelli francesi del Settecento. Dopo il 1660 e la disgrazia di Fouquet lavora per il re Luigi XIV, come il pittore Charles Le Brun et Le Nôtre: completa il castello di Vincennes costruendo i padiglioni del re e della regina e l'hôpital de la Salpêtrière, lavora alle facciate delle Tuileries, ricostruisce la Galleria di Apollo al Louvre e vi realizza ulteriori abbellimenti. Verso la fine della sua vita, cura i lavori di ampliamento della castello di Versailles, creando la cosiddetta "Enveloppe", un grande edificio che ingloba il vecchio castello di pietra e mattoni di Luigi XIII che Luigi XIV voleva conservare. A Parigi, Le Vau progetta il Collège des Quatre Nations, con la sua famosa piazza ellittica che si affaccia sulla Senna.
Alla sua morte viene rimpiazzato da Jules-Hardouin Mansart come primo architetto del re sul cantiere della reggia di Versailles.