Hansen-Løve nasceu em 5 de fevereiro de 1981 em Paris, França, filha dos professores de filosofia Laurence e Ole Hansen-Løve. Estou Alemão na Universidade e quando adolescente começou a se interessar por atuação.
Iniciou a breve carreira no cinema aos 17 anos como atriz no filme Fin août, début septembre (1998) do diretor Olivier Assayas, com quem eventualmente se casaria. Em 2001, ingressa no Conservatório de Artes Dramáticas de Paris, mas abandonou o curso. Colaborou com a renomada revista de cinema Cahiers du Cinéma e iniciou-se na realização com uma, curta-metragem, Après mûre réflexion (2004). Os seus filmes têm sido premiados em festivais e aclamados pela crítica.[3]
