Луи Арагон родился 3 октября 1897 г. в Париже. Он был внебрачным сыном Маргариты Тука, которая записала его как приёмного сына своей матери и отчима, политического деятеля Андриё. Впоследствии Луи выбрал себе псевдоним Арагон по названию испанской исторической области.
С 1915 года учился на медицинском факультете в Париже. Участвовал в Первой мировой войне санитаром.
В 1919 - 1924 годах входил в парижскую группу дадаистов, в 1924 году вместе с Андре Бретоном и Филиппом Супо основал движение сюрреалистов.
В 1927 году поэт вступил во Французскую коммунистическую партию и начал активно заниматься журналистикой.
В августе 1932 Луи Арагон посетил СССР в составе интернациональной бригады писателей, изучавшей новостройки социалистического Урала, в том числе — города Магнитогорск, Челябинск и Кабаковск (ныне Серов). Свои впечатления от поездки Арагон отразил в написанном по горячим следам цикле стихов «Ура, Урал!».
В 1929 году женился на писательнице Эльзе Триоле (сестре Лили Брик), которой посвящал многие свои стихи.
Во время Второй мировой войны Арагон участвовал в движении Сопротивления.
В 1957 стал лауреатом Международной Ленинской премии «За укрепление мира между народами». Редактировал газету «Les Lettres fran?aises». В последующие годы резко выступает против авторитаризма советского коммунизма. Осуждает процессы против писателей в СССР, в частности Процесс Синявского и Даниэля в 1966 году. В 1968-м резко протестует против ввода войск в Чехословакию, лично обратился к Брежневу с требованием освободить кинорежиссёра Сергея Параджанова.
Поэт скончался 24 декабря 1982 г. в Париже.
27 марта 2012 года в Париже по адресу набережная Бурбонов 45(quai de Bourbon) на острове Святого Людовика была открыта площадь имени Луи Арагона.