Людивин Санье родилась во французском департаменте Ивелин. Начала заниматься на театральных курсах в 6 лет за компанию со старшей сестрой. В восьмилетнем возрасте получила первую кинороль в фильме «Мужья, жены, любовники» (Les maris, les femmes, les amants) (1989).
После «Сирано» Санье получила роль в телесериале «Семья Фонтен» (1992). Дублировала роли в фильмах «Моя девочка» и «Леон». Не планируя стать профессиональной актрисой, она прошла класс актёрского мастерства в консерватории. Но окончив школу и поступив в Сорбонну на филологическое отделение, уже в университете приняла участие в студенческой постановке.
2003 год стал удачным[источник не указан 1005 дней] для Людивин Санье — она исполнила ведущие роли сразу в четырёх картинах: «Знаки страсти», «Малышка Лили» «Питер Пэн» и "Бассейн", причём в последней она играла полностью голой. В 2006 году она сыграла в одной из новелл киноальманаха «Париж, я люблю тебя». В 2007 году актриса сыграла в таких фильмах, как «Мольер» (режиссёр — Лоран Тиран), «Девушка, разрезанная надвое» (режиссёр — Клод Шаброль), «Семейная тайна» (режиссёр — Клод Миллер), «Все песни только о любви» (режиссёр — Кристоф Оноре). За работу в картине «Семейная тайна» Людивин Санье была номинирована на национальную кинопремию «Сезар».
В 2008 году снялась в фильме «Враг государства №1», в 2011 году сыграла главную женскую роль в фильме Ли Тамахори «Двойник дьявола». Известна и ролью Эстер в сериалах Паоло Соррентино «Молодой папа» (2016) и «Новый папа» (2020).
Личная жизнь
В 2004 году на съёмках фильма «Авантюра» у Людивин Санье начался роман с актёром Николя Дювошелем. В 2005 году у пары родилась дочь Бонни, однако вскоре актёры расстались. От нынешнего[уточнить] спутника жизни — режиссёра Кима Шапирона[фр.] — Санье родила 12 января 2009 свою вторую дочь, Ли-Лан, а в декабре 2014 родила третью дочь Там.