Ludvig blev født den 27. maj 1537 i Kassel i Landgrevskabet Hessen som søn af Landgreve Philip den Ædelmodige af Hessen i hans ægteskab med Christine af Sachsen. Ved faderens død i 1567 blev Hessen delt mellem hans sønner, og Ludvig modtog delen, der blandt andet omfattede Marburg og Giessen, og grundlagde linjen Hessen-Marburg. Ludvig døde den 9. oktober 1604 i Marburg. Da han ikke efterlod sig arvinger, blev hans besiddelser delt mellem hans nevøer, landgreverne Moritz af Hessen-Kassel og Ludvig 5. af Hessen-Darmstadt.