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Nació en Buenos Aires, en una familia compuesta por sus padres y dos hermanos: la mayor es Daniela, una conocida nutricionista, le siguió Darío, que siguió también la carrera de actor, y finalmente Luisana.
Su carrera comenzó a los 5 años, participando en diversas publicidades.
Integró el elenco de la comedia televisiva Mi Familia es un Dibujo, la primera en contar con un dibujo animado como protagonista que interacciona con personas de carne y hueso.
Tras superar una difícil audición se sumó al elenco de Chiquititas, la novela infantojuvenil, producida por Cris Morena, que marcó varios récords: de episodios y tiempo en el aire, se emitió en más de 30 países y fue reversionada en otros, ganó muchos premios locales e internacionales y fue un “semillero” del cual “brotaron” actores que lograron hacer grandes carreras en el medio, tal fue el caso de Luisana.
A lo largo de su historia, el programa tuvo diversos protagonistas, aunque siempre abordó la temática de los chicos abandonados, que encuentran contención en un hogar de niños, y desde ahí intentan pelearle a la soledad y superar las adversidades.
Luisana interpretó el personaje de Luisana Maza.
Participó de la película Chiquititas, rincón de luz, en el rol de Luisana Maza.
Protagonizó Rebelde Way, una telenovela juvenil producida por Cris Morena.
En la historia era Mía Colucci, una joven adinerada y caprichosa que asiste al Elite Way School, un colegio internado secundario.
Junto a tres de sus compañeros conformaron una banda musical, Erreway, a escondidas de sus profesores y padres, que fue uno de los ejes de la historia, además de las problemáticas adolescentes, amores y desamores que se dieron dentro del grupo.
Incursionó en la música a razón de su papel en Rebelde Way. El grupo Erreway publicó tres álbumes.
Hicieron giras por todo el país, y especialmente en Israel, donde la novela y los jóvenes actores son celebridades.
Se estrenó la película Erreway: 4 caminos, una secuela de la serie Rebelde Way, protagonizada por Luisana, Camila Bordonaba, Felipe Colombo y Benjamín Rojas.
Formó parte del elenco de la telenovela Los Pensionados, producida por Pol-Ka y emitida por canal 13.
Fue protagonista junto a Dady Brieva y Romina Gaetani de otra producción de Pol-Ka, Los secretos de papá.
Tuvo un papel destacado en la adaptación argentina de la comedia Casados con hijos, junto a Guillermo Francella, Florencia Peña, Erica Rivas, Marcelo Debellis y su hermano Darío Lopilato.
Interpretó a Paola Argento, la hija de Pepe (Francella) y Moni (Peña) Argento, una joven sexy, desprejuiciada y algo torpe.
La serie se emitió por Telefé y se convirtió en un furor de audiencia.
Cosechó dos temporadas y más de 200 capítulos.
Volvió a ponerse bajo las órdenes de Cris Morena para la telenovela Alma Pirata, en la cual personificó a Allegra quien mantiene un romance con el personaje de Mariano Martínez.
Integró el elenco de la telenovela El Capo, junto a Gianella Neyra y Miguel Ángel Rodríguez.
Personificó en una nueva adaptación teatral el clásico personaje de cuentos, La Cenicienta.
Se estrenó la película Papá por un día, que protagonizó junto a Nicolás Cabré y Gimena Accardi.
Se casó con el cantante canadiense Michael Bublé.
Recibió las mejores críticas por su interpretación de Valentina, una joven estudiante que padece cáncer, en la serie dramática En Terapia.
Incluso, recibió nominaciones a los Premios Martín Fierro y Tato, por su trabajo.
Nació su primer hijo Noah.
Se estrenó la serie italiana Una buena temporada, que había grabado en 2012.
Fue nominada a los Premios Cóndor de Plata, en la categoría actriz revelación, por su actuación en la película argentina Las insoladas.
Participó en la serie Nafta súper, emitida por la señal Space.
Nació su segundo hijo Elías, y ese mismo año, su hijo Noah recibió un diagnóstico de cáncer de hígado.
Tras el cimbronazo y el dolor, la familia se fortaleció y Noah se recuperó.
Volvió a reunirse con Francella para una nueva propuesta, esta vuelta en cine, para la película Los que aman odian, un thriller policial, basado en la novela de Adolfo Bioy Casares y Silvina Ocampo.
Nació su tercera hija: Vida.
Se estrenó en Netflix la película Corazonada que protagonizó junto a su colega argentino Joaquín Furriel.