Hermano del célebre historiador de la literatura española don Ramón Menéndez Pidal, Luis realizó estudios de Derecho, brillantemente concluidos, y manifestó dotes literarias, pero se dedicó a la pintura, que consideró su vocación primordial; después del aprendizaje en España, logró una beca para Roma, donde conoció a José Villegas y Cordero y a Francisco Pradilla. Más tarde fue profesor de Dibujo del Antiguo y Ropaje, como sucesor en la cátedra de Federico de Madrazo en la Escuela Superior de Bellas Artes. Sus obras de género A buen juez mejor testigo (Segunda Medalla en la Exposición Nacional de 1890), La cuna vacía (Primera Medalla en la de 1892) y Salus Infirmorum (Primera Medalla en la de 1899) son buena muestra de su talento realista y versátil, que le hizo merecedor de la Medalla de Oro en la Exposición Internacional de Múnich en 1987, y la de Honor por el conjunto de su obra en la Nacional de Madrid de 1924. Como retratista, es de una vigorosa sencillez, elegante sin afectación, como prueba en los varios retratos de gobernadores que ejecutó por encargo del Banco de España.