Дівчинка росла в музичній сім'ї і рано проявила артистичні нахили: читала вірші і танцювала під батьківський баян, виступала перед гостями.
Після школи поїхала в Москву і в 1958 році закінчила ВДІК. Гурченко дебютувала у кіно ще студенткою в 1956 році. Перший фільм, де вона зіграла — «Дорога правди», не був особливо відзначений, але слідом за ним у цьому ж році вийшла «Карнавальна ніч» Ельдара Рязанова, де Гурченко знялася разом з широко відомим Ігорем Ільїнським. Після фільму актриса стала улюбленицею публіки. Людмила Гурченко виявила талант і як комедійна актриса у фільмі «Дівчина з гітарою», і як драматична у стрічці «Робоче селище». А прекрасний вокал продемонструвала в мюзиклі Леоніда Квініхідзе «Солом'яний капелюшок». Актриса зіграла головні ролі у фільмах, що стали класикою радянського кінематографа: «Вокзал для двох», «Улюблена жінка механіка Гаврилова», «Сибіріада», «Любов і голуби», «Віват, гардемарини!» І багатьох інших.
У 1980-ті роки Гурченко була удостоєна нагороди «Золотий орел», звання «Найкраща акторка 1983 року» і стала Народною артисткою СРСР. Всього у фільмографії актриси близько 90 фільмів. Крім того, вона автор кількох книг, випущено ряд пластинок з піснями у її виконанні. В кінці 20 століття Людмила Гурченко отримала Державну премію РФ в області літератури і мистецтва, орден «За заслуги перед вітчизною» IV ступеня і стала почесним громадянином Харкова. Вона до останнього дня вела активне творче життя, виступала в концертах і на телебаченні.
Людмила Марківна Гурченко померла 30 березня 2011 року в Москві.
