Elle était née le 29 mai 1830 au château de Vroncourt (Haute-Marne). Fille d'une domestique et du père d'une famille de la petite noblesse, les Demahis, pour laquelle sa mère travaillait, elle était une enfant naturelle, comme on le disait à l'époque. Cela ne l'empêcha pas de bénéficier d'une éducation humaniste, les Demahis étant républicains et pénétrés des idées des Lumières. Quand ceux-ci moururent à la fin des années 1840, le château fut vendu et Louise dut gagner sa vie. Dans ses Mémoires (1885), elle a raconté comment elle fut très tôt choquée par l'injustice.

En 1850, Louise Michel passa un diplôme pour devenir institutrice. Elle allait se préoccuper toute sa vie de l'éducation, en particulier de celle des jeunes filles de milieu populaire. Refusant de prêter serment à l'empereur Napoléon III, elle ouvrit une école privée en Haute-Marne. Confrontée à la misère de la région, elle écrivit au préfet afin « de créer un bureau de bienfaisance, créer des chantiers, des ateliers publics, car le pain manque ». Venue à Paris à partir de 1855 pour combattre l'Empire, elle collabora aux journaux de l'opposition républicaine à Napoléon III.

Louise Michel devint également une féministe, indignée par les nombreuses injustices faites aux femmes. Elle devint proche de blanquistes comme Emile Eudes et Raoul Rigault, mais aussi d'Eugène Varlin, militant de l'Association internationale des travailleurs, à laquelle elle adhéra peut-être. En novembre 1870, après la chute du second Empire, elle fut élue présidente du Comité républicain de vigilance des citoyennes du XVIII^e arrondissement de Paris.

À partir du 18 mars 1871, elle participa à la Commune de Paris en tant que propagandiste, ambulancière, membre du Comité de Vigilance de Montmartre mais aussi garde au 61^e bataillon, dans lequel elle participa à la marche sur Versailles et aux combats d'Issy et de Clamart. Pendant la Semaine sanglante du 21 au 28 mai 1871, elle fut parmi les derniers combattants sur la barricade de la chaussée Clignancourt.

Louise Michel se livra aux Versaillais en échange de sa mère Marianne, qui avait été arrêtée à sa place. Lors de son procès, en décembre 1871, après avoir tenu tête à ses accusateurs, elle fut, comme des milliers d'autres, condamnée à la déportation en Nouvelle-Calédonie, où elle arriva en décembre 1873. N'abandonnant pas ses idées, elle y organisa des conférences, fit quelques études pour la Société nationale de géographie et surtout fut une des rares déportées à sympathiser avec les Kanaks et à soutenir leur révolte de 1878 contre l'oppression coloniale, alors que de nombreux communards participaient à la répression, en échange d'une remise de peine.

Louise Michel fut rapatriée en 1880 à la faveur d'une amnistie générale. Le mouvement ouvrier français avait été laminé par la répression de la Commune de Paris, un massacre sans précédent. Louise Michel représenta alors, avec quelques autres, l'héritage de la Commune et la continuité du mouvement ouvrier. Devenue anarchiste au début des années 1880, ce fut également une militante de l'égalité. « Ce n'est pas une miette de pain, c'est la moisson du monde entier qu'il faut à la race humaine, sans exploiteur et sans exploité », écrit-elle par exemple. Elle continua son combat et fit plusieurs séjours dans les prisons de la Troisième République, parfois de quelques mois, parfois de plusieurs années.

En janvier 1882, elle est condamnée à quinze jours de prison pour outrage à agent. En juin 1883, elle est de nouveau condamnée, après une manifestation de chômeurs qui avait rassemblé 15 000 personnes aux cris de « du travail ou du pain » et avait été suivie du pillage de quelques boulangeries. En 1886, elle est condamnée à quatre mois de prison pour un discours prononcé lors d'un meeting de soutien aux mineurs de Decazeville.

Louise Michel dénonce la politique d'expansion coloniale, qui bat son plein dans les années 1880 : « Le gouvernement n'a plus d'abattoirs à Paris, comme en 1871, mais il les a à Madagascar et au Tonkin. » En 1890, elle participe à la campagne de propagande, décidée par l'Internationale ouvrière, en vue de la préparation du 1^er mai. Oratrice et conférencière inépuisable, elle se déplace en France, en Belgique, aux Pays-Bas, en Grande-Bretagne où elle se réfugie quelque temps, comme de nombreux autres anarchistes. Elle écrit abondamment. En 1896, elle participe au Congrès international socialiste de l'Internationale ouvrière à Londres ; elle soutient, après des hésitations, la cause des attentats anarchistes en France, qui, en 1892-1894, visent différentes personnalités et dont l'un tue le président de la République Sadi Carnot. Elle fait l'objet de campagnes haineuses de la presse. Lors de l'affaire Dreyfus, elle s'engage finalement pour le capitaine, victime de l'antisémitisme de la hiérarchie militaire.

C'est au cours d'une tournée de meetings que Louise Michel meurt à Marseille. Ses funérailles, le 21 janvier 1905, de la Gare de Lyon au cimetière de Levallois, rassemblent une foule de quelque 120 000 personnes qui rendent ainsi hommage à la révoltée, à la militante internationaliste, à la combattante résolue du mouvement ouvrier.