พระนามเมื่อแรกเกิดคือ หลุยส์ ดยุกแห่งอ็องฌู (Duke de Anjou) เสด็จพระราชสมภพเมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2253 (ค.ศ. 1710) ที่พระราชวังแวร์ซาย ในรัชกาลของพระเจ้าหลุยส์ที่ 14 ผู้ทรงเป็นทวดของพระองค์ เป็นพระราชโอรสในเจ้าฟ้าชายหลุยส์ ดุคแห่งบูร์กอญ (Louis duc de Bourgogne) กับ พระนางมารี-อเดไลด์แห่งซาวอย (Marie-Adélaïde de Savoy) มีพระเชษฐาหนึ่งพระองค์คือ เจ้าฟ้าชายหลุยส์ ดยุกแห่งเบรอตาญ (Louis Duc de Bretagne) ซึ่งพระราชบิดาของทั้ง 2 พระองค์นี้นั้นเป็นพระโอรสใน เจ้าฟ้าชายหลุยส์ เลอ กรองด์ โดแฟ็ง (Louis le Grand Dauphin) ผู้เป็นพระราชนัดดาในพระเจ้าหลุยส์ที่ 14

เจ้าฟ้าชายหลุยส์ ดยุกแห่งอองชู เสด็จขึ้นครองราชย์เมื่อวันที่ 1 กันยายน พ.ศ. 2258 (ค.ศ. 1715) หลังจากพระเจ้าหลุยส์ที่ 14 เสด็จสวรรคตอย่างกะทันหันขณะมีพระชนมายุได้ 77 พรรษา ซึ่งในขณะนั้นเจ้าฟ้าชายหลุยส์มีพระชนมายุได้เพียง 5 ปีเท่านั้น

เมื่อวันที่ 4 กันยายน พ.ศ. 2268 (ค.ศ. 1725) พระเจ้าหลุยส์ที่ 15 ได้อภิเษกสมรสกับพระนางมารี เลสซ์ไซน์สกา (Marie Leszczynska) พระธิดาในกษัตริย์โปแลนด์มีพระราชโอรส-ธิดาร่วมกัน 10 พระองค์ นอกจากนั้นพระเจ้าหลุยส์ยังทรงมีสนมลับชื่อดังอีก 2 คน คือ มาดาม เดอ ปองปาดูร์ (Madame de Pompadour) และมาดาม ดู บาร์รี (Madame du Barry)