Luigi Loir est le fils de Tancrède François Loir et Thérèse Leban, son épouse, respectivement valet et gouvernante de la famille royale française en exil en Autriche. Installé dans le duché de Parme en 1847, Luigi Loir étudie à l'école des beaux-arts de Parme en 1853. Peintre paysagiste, son premier tableau reconnu est le Paysage à Villiers-sur Seine (1865), deux ans après son retour à Paris aux chevets de son père. Il se fait connaître pour ses peintures sur plafond et travaille avec Jean Pastelot (1820-1870).

Il réalise quelques dessins pour la biscuiterie LU. Il se distingue aux Combats du Bourget des 28 au 30 octobre et à la deuxième bataille du Bourget, lors de la Guerre de 1870.

Il est nommé chevalier de la Légion d'honneur en 1898.