Louise Breslau bénéficie d’une éducation générale au couvent puis prend ses premières leçons de dessin entre 1874 et 1876 auprès du portraitiste et peintre de genre suisse Eduard Pfyffer (1836-1899). À l’âge de dix-neuf ans, elle décide de poursuivre sa formation à l’étranger : « […] mon désir d’apprendre était immense, et je pressentis tout de suite qu’à Paris, je trouverai les moyens d’apprendre », écrit-elle en juin 1926 dans la revue Am Häuslichen Herd (p. 270). Elle décide de s’inscrire à l’académie Julian qui propose un enseignement alternatif à celui de l’École nationale des beaux-arts encore fermée aux femmes. Studieuse et ambitieuse, elle passe aux yeux de ses camarades pour l’élève la plus prometteuse et la plus talentueuse de l’atelier, comme en témoigne sa grande rivale Marie Bashkirtseff (1858-1884) dans son journal.
Sur les conseils de ses professeurs Rodolphe Julian (1830-1907) et Tony Robert Fleury (1837-1911), elle présente le Portrait des amis au Salon de 1881, qui fait d’elle « une des victorieuses du salon de 1881 » (Ernest Hoschedé in Henri IV, 14 mai 1881), puisqu’une mention honorable lui est attribuée par le jury. Par la suite, elle se voue presque exclusivement au portrait et notamment à la représentation de ses proches comme dans l’œuvre Chez soi (1885), aujourd’hui conservée au musée des Beaux-Arts de Rouen qui représente sa mère et sa sœur.

En 1887, L. Breslau participe à l’Exposition universelle en tant que représentante de la Suisse et se voit attribuer une médaille d’or qui lui assure la réputation d’une artiste officiellement reconnue. Bien vite, les commandes privées de membres de la noblesse ou de bourgeois·e·s fortuné·e·s se multiplient. Très prisée pour son aptitude à restituer les caractéristiques physiques et psychologiques de ses modèles, L. Breslau exécute, le plus souvent au pastel, plusieurs portraits d’enfants. Ainsi, en 1892, elle réalise le Portrait de Mademoiselle Adeline Poznanska, œuvre précédée de nombreuses études variant poses et attitudes. L’État français lui achète plusieurs œuvres au cours de sa carrière et lui remet en 1901 la Légion d’honneur, faisant d’elle la première artiste étrangère à la recevoir.
Au moment où la Première Guerre mondiale éclate, L. Breslau, qui vit depuis quarante ans en France, prend fait et cause pour son pays d’adoption. Alors qu’elle cherche à prendre activement part au devoir patriotique, elle s’emploie à réaliser une galerie de portraits de soldats appelés au front afin de les offrir à leurs familles. De 1915 à 1917, elle exécute plusieurs dessins d’infirmières de la Croix Rouge. En 1921, elle réalise le Portrait d’Anatole France, écrivain alors au sommet de sa gloire dont elle fait la connaissance vers 1890.
À la fin de sa vie, L. Breslau s’adonne davantage au genre de la nature morte. Alors qu’elle meurt en 1927, Madeleine Zillhardt (1863-1950), sa compagne depuis 1885, s’attache à défendre au mieux les intérêts de l’artiste en faisant don de l’essentiel de ses œuvres aux musées français et en publiant des écrits de L. Breslau. Deux expositions commémoratives en 1928 à l’École nationale supérieure des beaux-arts et en 1929 au musée d’Art et d’Histoire de Genève rendent hommage à l’artiste. Si l’œuvre de celle-ci est ensuite tombée dans l’oubli, elle a été remise à l’honneur en 2005-2006 lors de l’exposition Louise Breslau, dans l’intimité du portrait organisée par le musée des Beaux-Arts de Dijon.