Il est l'aîné d'une famille nombreuse de dix-huit enfants nés de Jean-Baptiste Grignion et de Jeanne Robert. Il passe ses premières années principalement à Iffendic, où son père a acquis une ferme appelée "Le Bois Marquer".

Cette éducation rurale a joué un rôle important dans la formation de son caractère et de sa vision spirituelle.

Dès son plus jeune âge, Louis fait preuve d'une maturité spirituelle exceptionnelle. À l'âge de 12 ans, il entre au collège jésuite Saint-Thomas Becket à Rennes. Il y excelle dans ses études et développe un profond enthousiasme pour la spiritualité et le travail missionnaire. Influencé par les récits du prêtre local, l'abbé Julien Bellier, sur la vie d'un missionnaire itinérant, il se sent inspiré pour prêcher des missions parmi les pauvres.

Pendant ses études, Louis a commencé à ressentir un appel à la prêtrise. Après avoir terminé sa scolarité ordinaire, il poursuit ses études de philosophie et de théologie à Saint-Thomas de Rennes.

La santé de Louis souffre des conditions de vie difficiles et des pénitences qu'il s'impose ; après moins de deux ans, il tombe gravement malade et doit être hospitalisé à l'Hôtel-Dieu. Remarquablement, il survit à cette maladie malgré les traitements rigoureux courants à l'époque. Une fois rétabli, il a l'occasion d'entrer au Petit Saint-Sulpice en juillet 1695, où il sert de bibliothécaire et se plonge dans l'étude de la spiritualité, en se concentrant particulièrement sur le rôle de Marie dans cette spiritualité.