Diplômée du Conservatoire de Bordeaux en 2006, Louise Brun y étudie le violon, la danse classique et le chant choral. C’est à travers cette dernière discipline qu’elle découvre la scène de l’opéra de Bordeaux, en tant que choriste au sein de La Jeune Académie Vocale d'Aquitaine. Elle suit une formation universitaire en lettres classiques en Hypokhâgne puis Khâgne, obtient une licence en Histoire et Patrimoine, puis une licence professionnelle des Métiers des arts de la scène.

En 2017, après cinq ans d’expérience en tant que régisseur lyrique, elle commence sa collaboration avec la metteur en scène Emmanuelle Bastet (Hansel und Gretel, Madama Butterfly, Turandot, La Bohème, Carmen). Elle assiste également les metteurs en scène David Hermann (Ariadne auf Naxos), Émilie Capliez (L’Enfant et les sortilèges), Amélie Niermeyer (Don Pasquale), Yoshi Oïda (Madama Butterfly), Timothy Sheader (Don Pasquale), et fait ses débuts à l'Opéra national de Paris auprès de Kirill Serebrennikov pour une nouvelle production de Lohengrin. Elle sera rappelée sur la scène de l'opéra Bastille auprès de Christian Räth pour la reprise des Puritains mis en scène par Laurent Pelly.

En mars 2022, Louise Brun signe une première mise en scène de La Voix humaine à l’Auditorium Cariplo de Milan. Elle intègre la saison suivante la première promotion de l’Académie de l’Opéra national de Bordeaux en tant que metteur en scène, et présente une nouvelle production de Didon et Enée au Grand Théâtre de Bordeaux en février 2023, dans un arrangement de Haru Shionoya. Elle renouvelle leur collaboration cette saison en co-créant l’opéra Momo, l’enfant pêche, opéra jeune public dont elle signe le livret et la mise en scène, et qui a remporté le Grand Prix lors de la finale du concours international de composition jeune public initié par l’orchestre Victor Hugo, en partenariat la SACEM, la Maison de la musique contemporaine, le Centre National de la Musique et La Lettre du musicien, dans le cadre de Pays de Montbéliard – Capitale Française de la Culture 2024. Sa création Oh La La La !, opérette pour Chœur, choeur d'enfants et piano, commandée par l'Opéra de Dijon en 2023, sera reprise en version orchestrale à l'Opéra national de Lorraine en juin 2026.