Людмила Гурченко родилась 12 ноября 1935 года в Харькове. Её отец Марк Гурченко был профессиональным баянистом и работал в филармонии, мать Елена помогала ему организовывать музыкальные вечера и праздники.
Детство актрисы пришлось на годы Великой Отечественной войны. Когда началась оккупация Харькова, шестилетняя Людмила осталась в городе вместе с матерью. Отец добровольцем ушёл на фронт. После освобождения Харькова в 1943 году девочка пошла в школу, а через год начала заниматься в музыкальной школе имени Бетховена.
В 1953 году Гурченко поступила во Всесоюзный государственный институт кинематографии (ВГИК). Она училась на курсе Сергея Герасимова и Тамары Макаровой, а в 1958 году получила диплом.
Кинодебют Людмилы Гурченко состоялся в 1956 году: она сыграла Люсю в фильме «Дорога правды». В том же году вышла комедия Эльдара Рязанова «Карнавальная ночь», которая принесла молодой актрисе всесоюзную известность. Её героиня Лена Крылова исполнила песню «Пять минут», ставшую одним из символов новогодних праздников.
В 1958 году Гурченко сыграла главную роль в музыкальной комедии «Девушка с гитарой». Однако после критической публикации в газете «Комсомольская правда» актриса на несколько лет практически лишилась заметных ролей. Она продолжала выступать с концертами по стране и сниматься в эпизодах и второстепенных ролях.
Возвращение к большим ролям состоялось в 1973 году: Гурченко сыграла директора текстильной фабрики в фильме «Старые стены». В последующие годы её фильмография пополнилась музыкальными и драматическими картинами.
Особое место в карьере актрисы занял фильм Эльдара Рязанова «Вокзал для двоих», вышедший в 1982 году. Гурченко сыграла официантку Веру Нефёдову вместе с Олегом Басилашвили. Картину показали на Каннском кинофестивале, а в СССР её посмотрели более 35 миллионов зрителей.
Ещё одна известная роль — Раиса Захаровна в комедии Владимира Меньшова «Любовь и голуби» (1984). В 2000 году актриса снялась в фильме «Старые клячи», а в 2009-м попробовала себя в качестве режиссёра: вместе с Дмитрием Коробкиным она поставила музыкальную мелодраму «Пёстрые сумерки». Всего Гурченко сыграла более чем в 90 фильмах.
В феврале 2011 года Людмила Гурченко сломала шейку бедра и перенесла операцию. После выписки из больницы её состояние осложнилось. 30 марта 2011 года актриса умерла в Москве на 76-м году жизни. Причиной смерти стали осложнения после операции.
