Luis de Nassau fue el tercer hijo de Guillermo I de Nassau-Dillenburg y Juliana de Stolberg, y el hermano del estatúder Guillermo de Orange, a quien ayudó en su carrera política y militar; a diferencia de su hermano, fue calvinista convencido.
En 1567 acompañó a su hermano Guillermo de Orange a su exilio en Francia cuando éste fue declarado proscrito por las autoridades españolas.
En 1568 emboscó y derrotó a los tercios del imperio español en la batalla de Heiligerlee, en la que su hermano Adolfo de Nassau resultó muerto.
Dos meses después resultó derrotado por las fuerzas del III Duque de Alba Fernando Álvarez de Toledo en la batalla de Jemmingen.
En 1574 resultó muerto junto a su hermano Enrique de Nassau en la batalla de Mook, donde su ejército fue derrotado por las tropas de Sancho Dávila.