Дочь кинорежиссёра и сценариста Луиса Пуэнсо. Получила диплом литератора в Университете Буэнос-Айреса и училась в Национальном кинематографическом институте Аргентины. Она написала немало сценариев для кино и ТВ, а также сняла несколько фильмов, в том числе документальных и мини-сериалов. Ее фильм Икс, икс, игрек (2007) завоевал более 20 национальных и международных премий - в том числе, Гран-При Международной недели критики на Каннском МКФ и три другие премии. Ее второй фильм, «Дитя рыбы», открывал секцию Панорама на Берлинале-2009. В 2010 году Лусия Пуэнсо была избрана Лучшим Молодым Испаноязычным Автором — по версии престижного английского журнала Гранта (Granta). Отзывы о рассказе «Дитя рыбы» были крайне положительными. Le Monde называл его «невероятно сладостным и бесконечно жестоким», La Nacion говорил о «странной смеси ярости, страсти и чувствительности», а Der Spiegel описывал его как «невероятно возбуждающий».