Родился 25 декабря 1878 года в Ла-Шо-де-Фон, Невшатель (Швейцария).
Луи Шевроле воспитывался в семье часовщиков и с раннего возраста научился разбираться в сложных механизмах. В 11 лет он бросил учебу в школе и открыл мастерскую по ремонту велосипедов, а в 22 года переехал в Париж, где работал механиком. Еще через год Шевроле отправился в Канаду, потом в Нью-Йорк.
Луи с детства увлекался автогонками, в Америке он неоднократно принимал участие в различных ралли и работал на одном из предприятий основателя корпорации GM Вильяма Дюранта. В 1909 году Шевроле получил заказ на изготовление нового двигателя и предложил на рассмотрение принципиально новую модель мотора, которая получила одобрение Дюранта, миллионер согласился выступить в роли инвестора проекта.
Через два года сын Дюранта Эдвин Кэмпбелл, Луи Шевроле и Уильям Литтл учредили фирму Chevrolet Motor Company. Первый выпущенный компанией автомобиль Chevrolet Classic Six побил все рекорды по продажам, хотя и получился дорогим.
С 1913 года фирма старалась удешевить свою продукцию. Шевроле был не согласен с новой политикой, считая, что она ведет к ухудшению качества выпускаемых машин. Он вышел из состава учредителей и уехал в Европу. Здесь Луи снова участвует в гонках и способствует выпуску автомобилей «Корнелиан» и «Фронтенак».
В 1916 году Луи Шевроле с братьями основал Frontenac Motor Corporation для изготовления гоночных комплектующих к Ford Model T. В том же году в Нью-Арке была основана American Motors Corporation с Луи Шевроле в качестве вице-президента и главного инженера.
В 1920 году выдающийся конструктор окончательно прекратил выступления и начинает заниматься разработкой авиационных двигателей с тем, чтобы использовать их в гоночных болидах.
Скончался 6 июня 1941 года в Детройте, штат Мичиган (Швейцария). В 1975 году у входа в музей автогонок Индианаполиса в Спидвее, штат Индиана, в честь заслуг Луи Шевроле установлен мемориал с бронзовым бюстом знаменитого гонщика и конструктора.