Был старшим сыном Людвига II Гессенского и Вильгельмины Баденской.
С началом революции 1848 года сделался соправителем своего отца. Поначалу обнаруживал либеральные наклонности, но потом круто поворотил на сторону реакции.
В 1833 году он женился на Матильде Баварской (1813—1862), дочери Людвига I Баварского. Овдовев, Людвиг в 1868 году женился морганатически на Мадлен де Гольштадтен (1846—1917).
Герцог умер бездетным. Титул унаследовал его племянник Людвиг IV.