Luís nasceu no dia 9 de março de 1568, na Itália. Foi o primeiro dos sete filhos de Ferrante Gonzaga, marquês de Castiglione delle Stiviere e sobrinho do duque de Mântua. Seu pai, que servia ao rei da Espanha, sonhava ver seu herdeiro e sucessor ingressar nas fileiras daquele exército. Por isso, desde pequenino, Luís era visto vestido como soldado, marchando atrás do batalhão ao qual seu pai orgulhosamente servia.

Entretanto, Luís não desejava essa carreira, pois, ainda criança fizera voto de castidade. Quando tinha dez anos, foi enviado a Florença na qualidade de pajem de honra do grão-duque de Toscana. Posteriormente, foi à Espanha, para ser pajem do infante dom Diego, período em que aproveitou para estudar filosofia na universidade de Alcalá de Henares. Com doze anos, recebeu a primeira comunhão diretamente das mãos de Carlos Borromeu, hoje santo da Igreja.

Desejava ingressar na vida religiosa, mas seu pai demorou cerca de dois anos para convencer-se de sua vocação. Até que consentiu; mas antes de concordar definitivamente, ele enviou Luís às cortes de Ferrara, Parma e Turim, tentando fazer com que o filho se deixasse seduzir pelas honras da nobreza dessas cortes.

Luís tinha quatorze anos quando venceu as resistências do pai, renunciou ao título a que tinha direito por descendência e à herança da família e entrou para o noviciado romano dos jesuítas, sob a direção de Roberto Belarmino, o qual, depois, também foi canonizado.

Lá escolheu para si as incumbências mais humildes e o atendimento aos doentes, principalmente durante as epidemias que atingiram Roma, em 1590, esquecendo totalmente suas origens aristocráticas. Consta que, certa vez, Luís carregou nos ombros um moribundo que encontrou no caminho, levando-o ao hospital. Isso fez com que contraísse a peste que assolava a cidade.

Luís Gonzaga morreu com apenas vinte e três anos, em 21 de junho de 1591. Segundo a tradição, ainda na infância preconizara a data de sua morte, previsão que ninguém considerou por causa de sua pouca idade. Mas ele estava certo.