Louise Beaudoin naît à Québec le , fille de Jean Beaudoin, juge de la Cour supérieure du Québec, et de Louise Des Rivières, et également nièce de Jacques Flynn, arrière-petite-fille d'Auguste Tessier et arrière-petite-nièce de Jules Tessier, trois hommes politiques. Dès la fin des années 1940, sa famille se réunit à Notre-Dame-du-Portage, lieu de villégiature des libéraux où se retrouvent notamment les Poliquin, les Auger et Louis St-Laurent. Elle étudie dans son enfance aux Ursulines puis au Collège Jésus Marie à Québec où elle obtient son baccalauréat en 1964. Elle passe ses étés à Lac-Beauport. Son frère Pierre, né en 1943, fréquente le Collège des Jésuites. Il poursuit ses études en droit et est admis au barreau en 1965.
Elle s'implique très rapidement dans le Rassemblement pour l'indépendance nationale (RIN) et le Parti québécois. Elle a obtenu une licence en histoire de l'Université Laval en 1967 sous la direction de Jean Hamelin ainsi qu’une licence en sociologie de l'université Paris-Sorbonne en 1969. Elle habite Paris de l'automne 1967 à l'automne 1969. Par la suite, elle poursuit ses études supérieures à l’Université Laval et obtient une maîtrise en histoire en 1974.
Elle est élue députée du Parti québécois dans la circonscription de Chambly à l'élection de 1994, puis réélue en 1998. Entre 1994 et 2003, elle est successivement, ministre déléguée aux Affaires intergouvernementales canadiennes, ministre de la Culture et des Communications et ministre responsable de l’application de la Charte de la langue française, ministre des Relations internationales, et de la Francophonie et ministre d'État aux Relations internationales. En 1998, Louise Beaudoin est l'objet d'un reportage dans la célèbre émission 60 Minutes à CBS pour sa défense de la loi 101.
Le , elle annonce publiquement son intention de retourner en politique en étant candidate du Parti québécois dans la circonscription de Rosemont. Elle remporte le siège lors des élections générales du , défaisant son adversaire libérale Nathalie Rivard par près de 5 500 voix.
Le , elle quitte le caucus péquiste en compagnie de Pierre Curzi et Lisette Lapointe afin de protester contre le projet de loi 204, prévoyant l'entrée en vigueur de la Loi concernant le projet d'amphithéâtre multifonctionnel de la Ville de Québec, présenté par son parti. Elle décide néanmoins, en , de réintégrer les rangs de sa formation politique, au terme d'une consultation auprès des électeurs de sa circonscription[3]. Elle ne se représente pas lors des élections de 2012.
En 2005, elle collabore à L’Histoire des relations internationales du Québec (Montréal : VLB éditeur), sous la direction de Stéphane Paquin.
En 2007, elle coécrit, avec Liza Frulla, un livre intitulé Amitié interdite (Montréal : éditions La Presse) ainsi qu’un livre témoignage sur René Lévesque, avec François Dorlot, chez le même éditeur.
En 2008, elle codirige un collectif intitulé Pourquoi la Francophonie ? (Montréal : VLB éditeur).
La même année, elle participe à l’ouvrage L’Avenir du français (dirigé par Jacques Maurais, Pierre Dumont, Jean-Marie Klinkenberg, Bruno Maurer, Patrick Chardenet, Paris : Éditions des archives contemporaines) et a écrit Plaidoyer pour la diversité linguistique (Montréal : Éditions Fides).
En 2009, elle signe la préface d'un ouvrage de Jean-François Payette intitulé Introduction critique aux relations internationales du Québec (Québec : PUQ).