En 1998 fue elegida para formar parte del elenco de la sitcom argentina Mi familia es un dibujo en su tercera temporada;[3]​ tenía 11 años.

En 2005, vuelve a la televisión, en la sitcom Casados con hijos; adaptación de la original estadounidense Married with Children.

[4]​ En 2006, fue convocada para protagonizar la tira Alma Pirata, emitida por Telefe, a las 21 horas, junto con Mariano Martínez, Nicolás Vázquez, Benjamín Rojas, Elsa Pinilla, Fabián Mazzei e Isabel Macedo.

En 2007, jugó para el concurso llamado Odisea, Aventura Argentina conducido por Marley, en el equipo rojo que ganó en la ciudad de El Calafate.

[9]​ En 2008, comenzó a trabajar en teatro con La Cenicienta, un clásico que se estrenó en abril en el Teatro Astral de Buenos Aires llamándose "Princesa Cenicienta" siendo una obra musical,[10]​[11]​ con quien protagonizó junto a Rodrigo Guirao Díaz con quien también el mismo año serían pareja protagónica juvenil en Atracción x4 en Dream Beach junto con ellos Camila Bordonaba, Gabriel Goity y Carola Reyna.

[13]​[14]​ En noviembre de 2010 se estrenó Alguien que me quiera por El Trece en un papel juvenil protagónico, pero la misma no tuvo el éxito esperado y fue cancelada al poco tiempo.

[19]​ Por su labor fue nominada a los Premios Tato y Martín Fierro como Actriz de reparto en drama.

[20]​ En 2014 interpretó a Silvia, uno de los papeles principales, en la miniserie italiana Una buona stagione (Una buena temporada) transmitida por la RAI.

[21]​ En cine protagoniza Las insoladas junto a Carla Peterson, Violeta Urtizberea, Marina Bellati, Elisa Carricajo y Maricel Álvarez.

[22]​ Por su actuación obtiene su primera nominación al Cóndor de Plata, como actriz revelación.

Además debutó en Hollywood, como protagonista del filme Fair Market Value junto a Tina Benko y Wendy Makkena, siendo este su primer papel en inglés.

En 2016, tuvo una participación especial en la apertura del nuevo ciclo de Showmatch, el programa que desde hace años conduce Marcelo Tinelli.

En 2017 protagonizó la película Los que aman, odian junto a Guillermo Francella, adaptación de la novela homónima escrita por Adolfo Bioy Casares y Silvina Ocampo publicada en 1946.

Junto a la novela, surge la banda musical Erreway, conformada por Lopilato, Benjamín Rojas, Camila Bordonaba y Felipe Colombo.

[40]​ En 2013, junto a UNICEF, Luisana presentó “El diario de Mini Bublé”, una aplicación en línea con información y consejos para llevar adelante un embarazo saludable.