Foi herdeira presuntiva da coroa espanhola quando sua irmã mais velha, Isabel II, ascendeu ao trono, entre 1833 e 1851, quando a filha sobrevivente mais velha de Isabel nasceu.
Isabel estava noiva de seu primo-irmão Francisco da Espanha, conhecido por ser homossexual e supostamente impotente. Seu parente, o rei Luís Filipe I da França pensou que nenhum filho nasceria do casamento de Isabel e, na pretensão de que a coroa espanhola fosse herdada por netos seus, ajustou o casamento de Luísa Fernanda com seu filho mais novo, Antônio, Duque de Montpensier, que também era primo irmão da mãe de Luísa Fernanda.
Luísa Fernanda, de quatorze anos de idade, e Antônio, de vinte e dois, celebraram suas núpcias em 10 de outubro de 1846, junto com as de Isabel e Francisco, e o jovem duque recebeu o título de infante da Espanha. O casal então se mudou para Paris e depois para Sevilha.
Em 1848, o pai de Antônio foi deposto. No mesmo ano, Luísa Fernanda, então com dezesseis anos, deu à luz seu primeiro bebê. Quando o primeiro filho de sua irmã Isabel, nascido em 1850, logo faleceu, Luísa voltou a ser sua herdeira. Então, enfim, uma segunda criança, nascida em 1851, sobreviveu. Finalmente, a rainha Isabel foi sucedida por seu filho sobrevivente, Afonso XII.
Depois que Isabel foi deposta, a família teve que se exilar. Luísa voltou para Sevilha anos depois, já viúva, onde veio a falecer. Seu corpo foi sepultado no Mosteiro do Escorial.
Candidata ao trono do Equador
Existem vários documentos, correspondência principalmente diplomática entre as embaixadas latino-americanos se estabeleceu em Londres, na qual a participação pessoal do rei Luís Filipe I presume-se nos planos para criar um Reino de Equador traçado pelo ex-presidente Juan José Flores, porque o francês governo negou oficialmente o apoio quando aqueles foram apresentados em Paris algumas semanas antes. Para isso, o rei traga seu próprio dinheiro em troca de colocar um dos seus descendentes no trono do Equador.
De acordo com Francisco Michelena Rojas, embaixador do Equador em Londres, os planos para criar um Reino de Equador traçadas pelo ex-presidente do país sul-americano, o general Juan José Flores, teria sido ecoou nos principais tribunais europeus com interesses na América. Michelena principalmente acusou a França de agitação de maneiras diferentes para estabelecer a sua dominação, oferecendo seus príncipes sob alianças familiares, ou o seu protectorado, tentando influenciar os governos contra os interesses nacionais e humilhantes suas novas nacionalidades. Para isso, o dinheiro necessário para a expedição provavelmente vindo do rei Luís Filipe I.
Por outro lado Manuel Moreno, embaixador da Argentina em Londres, também suspeita a intervenção francesa no Equador, acreditando que a candidatura ao trono foi oferecida a Agustín Muñoz de Bourbon-Duas Sicílias, filho do segundo casamento da rainha Maria Cristina das Duas Sicílias, era apenas aparente e provisória, e que basicamente tudo o que foi executado pelo monarca francês para acabar com a outra parte do Tratado de Utrecht, e trazer a Casa de Orleães para a América Latina.
Maria Amélia (28 de agosto de 1851 – 11 de novembro de 1870), faleceu de tuberculose, solteira e sem descendência;
Maria Cristina (29 de outubro de 1852 – 27 de abril de 1879), que noivou com seu primo Afonso XII, cinco anos mais novo, depois da morte de sua irmã mais nova, Maria das Mercedes, mas faleceu antes do casamento;
Maria da Regra (9 de outubro de 1856 – 25 de julho de 1861), morreu na infância;
Criança natimorta (31 de março de 1857);
Fernando (29 de maio de 1859 – 3 de dezembro de 1873), morreu na adolescência, vítima de sarampo;
Filipe (12 de maio de 1862 - 13 de fevereiro de 1864), morreu na infância;
Antônio (23 de fevereiro de 1866 - 24 de dezembro de 1930), Duque da Galliera, casado com a infanta Eulália da Espanha, com descendência;
Luís (30 de abril de 1867 - 21 de maio de 1874), morreu na infância.
De todos os seus filhos, apenas Maria Isabel, Condessa de Paris, e Antônio, Duque da Galliera, deixaram filhos. Através de Antônio, a linha atualmente não-real de duques da Galliera continua. Os netos dele perderam status real devido a casamentos não-dinásticos. O atual duque de Galliera é trineto de Antônio, D. Alfonso Francesco de Orléans-Bourbon y Ferrara-Pignatelli.