Ammesso a quattordici anni al Collegio Clementino di Roma, completò gli studi universitari all'Università di Pavia. Inizialmente avviato alla professione legale, ottenne un posto nell'amministrazione austriaca a Milano; sposò Francesca D'Adda, musicista e compositrice di trentadue anni più giovane, figlia del marchese Felice D'Adda e di sua zia Margherita Cagnola.
Luigi Cagnola morì il 14 agosto 1833, cinque anni prima del completamento dell'Arco della Pace. Per sua volontà testamentaria venne tumulato nel cimitero di Ozzero, comune della provincia milanese in cui la famiglia possedeva un Palazzo Cagnola, successivamente diventato sede del municipio; grazie a questo, a differenza di tanti illustri milanesi finiti dispersi durante le confuse traslazioni dovute alla chiusura dei vari cimiteri cittadini, la sua salma si salvò e nel 1933, in occasione del centenario della morte, poté essere trasferita nella Cripta del Famedio del Cimitero Monumentale di Milano[1][2].
La proposta venne scartata, anche in ragione degli eccessivi costi che avrebbe comportato, ma da quel momento Cagnola si dedicò interamente all'architettura. Dopo la morte del padre, trascorse due anni a Verona e Venezia dedicandosi allo studio delle architetture delle due città.
Nel 1806 gli venne affidata la costruzione di un arco di trionfo "effimero", ovvero non permanente, eretto sul sito di Porta Orientale in occasione delle nozze del viceré del Regno d'ItaliaEugenio di Beauharnais con la principessa Amalia di Baviera. L'arco era in legno, ma di tale bellezza da convincere le autorità a costruirne uno in marmo. Il risultato fu l'Arco della Pace, secondo per dimensioni solo all'Arco di Trionfo di Parigi.
L'archivio Cagnola Luigi[7], proveniente dalla villa "La Rotonda" di Inverigo, comprende circa 1 900 pezzi tra disegni e incisioni. La maggior parte degli elaborati concerne l'attività professionale dell'architetto Cagnola (1780-1830 circa) e consiste in schizzi, rilievi e disegni autografi dell'architetto o di aiuti, per lo più acquerellati. Alcuni fogli presentano disegni riferibili ad Ambrogio Nava o da lui inseriti.
Un ricco materiale documentario relativo a Luigi Cagnola, comprendente appunti, autografi e carteggi dell'architetto, è conservato tra le carte del fondo D'Adda nell'Archivio di Stato di Varallo Sesia[7].
