Любовь Петровна Орлова родилась 11 февраля 1902 года в подмосковном Звенигороде.
Училась она в музыкальной школе. В 1919 - 1922 годах Любовь Орлова занималась в Московской консерватории по классу рояля, одновременно подрабатывая тапером в кинотеатре и танцовщицей на эстраде. Окончив консерваторию, она еще три года училась на хореографическом отделении театрального техникума.
В 1926 году ее приняли хористкой в Музыкальную студию при МХАТе. Успех в театре пришел к актрисе в 1932 году после нескольких удачных ролей на сцене.
В кино Орлова пришла в 1934 году, сыграв Эллен Гетвуд в немом фильме "Любовь Алены" и Грушеньку в "Петербургской ночи". Но успех Орловой в кинематографе неразрывно связан с именем режиссера Григория Александрова, который впервые снял актрису в роли Анюты в своей музыкальной ленте "Веселые ребята" (1934).
В конце 1930-х годов выходят новые фильмы Г.Александрова, ставшие очередными ступенями восхождения актрисы к высотам советского кино: в картине "Цирк" (1936) она исполнила роль Марион Диксон, в фильме "Волга-Волга" (1938) - почтальона Дуни-Стрелки, в "Светлом пути" (1940) - ткачихи Тани.
Стоит отметить, что в числе работ Орловой был и детективный фильм - "Ошибка инженера Кочина" (1939), где она в психологической манере сыграла роль Ксении Лебедевой.
Из послевоенных картин с участием Любови Орловой наиболее заметной была поставленная все тем же Александровым комедия "Весна" (1947), где она сыграла две роли - ученую Никитину и актрису Шатрову. В этом фильме вместе с ней играли Николай Черкасов, а также Ростислав Плятт и Фаина Раневская.
В 1955 году Любовь Орлова стала играть, и не без успеха, на сцене Театра имени Моссовета. Ко второй половине 50-х годов относятся и ее последние роли в кино.
Памяти выдающейся киноактрисы, чьи фильмы вошли в "золотой фонд" советского кино, посвящена документальная лента "Любовь Орлова" (1983), который незадолго до своей смерти успел сделать ее муж Григорий Александров.