Nació con el nombre de Luisa María Amelia de Bélgica. Se casó con Felipe de Sajonia-Coburgo-Koháry, su primo segundo, en Bruselas, el 4 de febrero de 1875. Tuvieron dos hijos:
El matrimonio fue rechazado por su padre, que lo consideraba como una alianza no deseada con Prusia, pero su madre lo aprobó porque Felipe vivía en Hungría. La relación entre Luisa y Felipe fue infeliz: se dice que Felipe era autoritario, que la introdujo en la pornografía, y Luisa respondió a su autoritarismo con un estilo de vida lujoso en la corte de Viena, donde llegó a llamar mucho la atención. En 1880, su hermana Estefanía contrajo matrimonio con el príncipe heredero, Rodolfo de Austria.
En enero de 1897, ella escandalizó Viena dejando a su esposo, el príncipe Felipe, por Mattachich y llevándose a su hija con ella. Ellos viajaron primero a París, y luego Cannes, viajando por otros destinos del sur de Francia y el resto de Europa. Su hijo se alejó de ella, porque sentía que sus acciones habían arruinado su oportunidad de herencia. Su hija pronto la dejó por consejo de su prometido, el duque Ernesto Gunter de Schleswig-Holstein.
En 1898, el príncipe Felipe y Mattachich se batieron a duelo en Viena, en primer lugar con armas de fuego, luego con espadas, donde el príncipe resultó herido.
Mattachich fue detenido en Zagreb y encarcelado durante cuatro años por falsificación, ya que él no era el hijastro de Oskar Keglevich.
Luisa María y Felipe finalmente se divorciaron en Gotha, el 15 de enero de 1906, casi ocho años después de que Luisa María iniciara el proceso de divorcio.
Años después
Distanciada tanto de su padre, su esposo y de sus hijos, los extravagantes gastos de Luisa María fueron aumentando y también sus deudas. A pesar de ser hija del probablemente rey más rico de la época, se vio obligada a declararse en bancarrota después de que se conoció que Mattachich había falsificado la firma de la hermana de Luisa María, la princesa Estefanía, en pagarés de joyería por un valor de $2,5 millones. Como consecuencia de esto, ella se internó en mayo de 1898 por seis años. Mattachich fue condenado a cuatro años de prisión por falsificación de documentos. Una vez terminada su condena, él ayudó a Luisa María a escapar del asilo en que había sido internada en 1904; estuvieron juntos hasta que él murió en París. Después de la muerte de Mattachich, fue acogida por Isabel de Baviera, esposa de su primo, Alberto I, rey de los belgas.