Fille de Georges Lambrichs et de Constance Delaunay, Louise L. Lambrichs a dès son plus jeune âge vécu dans un milieu littéraire. Après des études de philosophie et quelques années d'enseignement, elle suit les traces de son père, écrivain, directeur de collection et rédacteur en chef de la Nouvelle Revue française, et de sa mère, auteur dramatique et, sous son nom d'épouse, traductrice réputée.
Tout en travaillant dans plusieurs maisons d'édition, elle s'intéresse à la médecine, à la diffusion du savoir, à l'épistémologique médicale et à l'articulation des différents champs mis en jeu dans les activités de soin. Elle participe ainsi aux réflexions et publications de quelques chercheurs illustres et, à la suite de cette expérience, publie divers essais, dont La Dyslexie en question (1989), La Vérité médicale (1993), Le Livre de Pierre, psychisme et cancer (1995, rééd. 1998). Elle est aujourd'hui vice-présidente du comité scientifique du Centre Pierre Cazenave.
La littérature, toutefois, reste son domaine de prédilection. Elle a publié Le Cercle des sorcières (1988), Journal d'Hannah (1992, réédité dans la Petite Bibliothèque de l'Olivier, 2002), élu par la rédaction de la revue Lire meilleur livre de l'année et traduit en plusieurs langues, Le Jeu du roman (1995), prix Renaudot junior,À ton image (1998), adapté au cinéma par Aruna Villiers en 2004 avec Nastassja Kinski et Christophe Lambert, et Aloïs ou la Nuit devant nous (2002).
Enfin, de même qu'elle s'était interrogée sur la vérité en médecine, elle s'est intéressée aux multiples facettes de la vérité historique dans une enquête très documentée publiée au Seuil en 1998 avec Mirko D. Grmek : Les Révoltés de Villefranche(mutinerie d'un bataillon de Waffen SS, septembre 1943). Ce travail a abouti, en septembre 2006, à l'inauguration d'un nouveau mémorial à Villefranche-de-Rouergue, célébrant cette mémoire européenne partagée notamment entre la Croatie, la Bosnie, la France et l'Allemagne. En 2005, elle a publié aux éditions Philippe Rey une étude littéraire, analytique et historique éclairant le mécanisme qui a présidé la guerre et à l'éclatement de l'ex-Yougoslavie, Nous ne verrons jamais Vukovar.