Луис Генри родился 3 сентября 1856 года в городе Бостон, США. Хотя он не получил законченного профессионального образования, ограничившись свободным посещением парижской Школы изящных искусств и работой в мастерской архитектора Ф.Фернесса в Филадельфии, конструкторские разработки Салливена стали важной вехой в истории архитектуры.
На рубеже 19-20 столетий Салливен первым разработал концепцию высотного здания, и сам строил первые небоскрёбы. Он основывался на ячеистой структуре делового здания, пытаясь осмыслить этот тип и найти оптимальное архитектурное решение для нового типа построек. Его каркасные постройки, например, построенные в конце 19 века небоскрёб Гаранти-билдинг в Буффало и универмаг в Чикаго, отличаются выразительностью и пластичностью.
С 1908 года Салливен строил вместе с Джорджем Грантом Элмсли «дома прерий» и «алмазные шкатулки». Благодаря своим теоретическим разработкам Салливен вошёл в историю не только как практик, но и как теоретик архитектуры. Его статья «Высотное конторское здание с художественной точки зрения» имела большое значение для развития архитектуры высотных домов.
Салливен стал известен как первопроходец рационализма, ему принадлежит фраза и «форму в архитектуре определяет функция». Салливена называют отцом американского модернизма, а его идеи развил талантливый ученик – Фрэнк Ллойд Райта. Однако коммерческой жилки талантливому архитектору, видимо, всё-таки не хватало: конкуренции с крупными строительными фирмами он не выдержал. В 1918 году Салливену пришлось признать себя банкротом.
Умер Луис Генри Салливен в бедности 14 апреля 1924 года в Чикаго, США.