Louise es hija de maestros de secundaria, la motivaron para seguir una carrera estable y cursó cinco años de estudios en L'École des Beaux-Arts en Rennes.2​ Se convirtió en maestra de artes plásticas al tiempo que trabajaba como modelo. Algunos de sus más notables trabajos como modelo fue como debutante para el fotógrafo Ian Sanderson.1​

Después de que se graduó en 2004, Bourgoin empezó a presentar para el programa de televisión "Kawaï !" en el canal de televisión Filles. Dos años más tarde, hizo una breve aparición en "Direct 8".1​ [cita requerida] Al mismo tiempo, trabajó con el presentador de televisión Marc Lacombe en un programa piloto para PlayStation TV. Este canal de televisión nunca emitió y el piloto nunca fue distribuido.

En 2006 trabajó como la mujer del tiempo para "Le Grand Journal" con Michel Denisot, que se emitía en Canal +, en horario de máxima audiencia. Para evitar la confusión con Ariane Massenet, cronista habitual del programa, decidió usar su segundo nombre de pila como nombre de uso; también por su sonoridad cercana al nombre de la escultora Louise Bourgeois2​, cuyas obras admira.

En 2008 se le ofreció su primer papel en una película, interpretando a una mujer del tiempo en La fille de Monaco.3​ Posteriormente, participó en varias películas incluyendo Les Aventures extraordinaires d'Adèle Blanc-Sec, de Luc Besson,4​ y L'autre monde, de Gilles Marchand, que participó fuera de concurso en el Festival de Cannes 2010.2​