Nascido em Versalhes, recebeu o título de Duque de Berry. Após a morte repentina do seu pai Luís Fernando, tornou-se o novo herdeiro da França em 1765, e coroado rei aos 19 anos. A primeira parte de seu reinado foi marcada por tentativas de reformar a França, de acordo com os ideais iluministas. Estes incluíram esforços para abolir a servidão, remover a taille, e aumentar a tolerância em relação aos protestantes. A nobreza francesa reagiu com hostilidade às reformas propostas, e se opôs com sucesso a sua implementação. Em seguida ocorreu o aumento do descontentamento entre as pessoas comuns. Em 1776, Luís XVI apoiou ativamente os colonos norte-americanos, que buscavam sua independência da Grã-Bretanha, que foi realizada no Tratado de Paris de 1783.
A dívida e crise financeira que vieram em seguida contribuíram para a impopularidade do Antigo Regime, que culminou no Estado Geral de 1789. O descontentamento entre os membros das classes média e baixa da França resultou em reforçada oposição à aristocracia francesa e à monarquia absoluta, das quais Luís e sua esposa, a rainha Maria Antonieta, eram vistos como representantes. Em 1789, a tomada da Bastilha, durante os distúrbios em Paris, marcou o início da Revolução Francesa. A indecisão e conservadorismo de Luís levaram algumas perceções ao povo da França em vê-lo como um símbolo da tirania do Antigo Regime, e sua popularidade se deteriorou progressivamente. A sua desastrosa fuga de Varennes, em junho de 1791, quatro meses antes da monarquia constitucional ser declarada, parecia justificar os rumores de que o rei amarrou suas esperanças de salvação política nas perspetivas de alguma invasão estrangeira. Sua credibilidade foi extremamente comprometida. A abolição da monarquia e a instauração da república tornaram-se possibilidades cada vez maiores.
Em um contexto de guerra civil e internacional, o rei foi suspenso e preso na época da insurreição de 10 de agosto de 1792, um mês antes da monarquia constitucional ser abolida e a Primeira República Francesa ser proclamada em 21 de setembro. Foi julgado pela Convenção Nacional (auto-instituída como um tribunal para a ocasião), considerado culpado de alta traição e executado na guilhotina em 21 de janeiro de 1793 como um cidadão francês dessacralizado conhecido como "Cidadão Luís Capeto", um apelido em referência a Hugo Capeto, o fundador da dinastia capetiana - que os revolucionários interpretavam como o seu nome de família. Depois de inicialmente considerado tanto um traidor como um mártir, historiadores franceses têm adotado uma visão geral diferente de sua personalidade e papel como rei, descrevendo-o como um homem honesto, impulsionado por boas intenções, mas que não estava à altura da tarefa hercúlea que teria sido uma profunda reforma da monarquia. Foi o único rei da França na história a ser executado e a sua morte pôs fim a mais de mil anos de monarquia francesa contínua.
