Nació en Belmonte del Tajo, Cuenca, hijo se un abogado consejero del rey, y de una dama de ascendencia judía. Ingresó en la Orden agustina, y estudió en Valladolid, Alcalá y Salamanca. Su vida y trabajo estuvieron dedicados al magisterio en la Universidad de Salamanca, donde, profesor de Exégesis de la Sagrada Escritura, postuló la primacía de los textos originales hebraicos de la Biblia, sin sujetarse a las limitaciones de la Contrarreforma en cuanto a la declaración de la Vulgata como texto oficial bíblico. Ello, y la traducción al español del Cantar de los Cantares del rey Salomón, le costó ser acusado a laInquisicióny, junto con otros profesores también religiosos, encarcelado en Valladolid por cuatro años, de 1572 a 1576. Al término del proceso fue reconocida la ortodoxia de su pensamiento y pudo regresar a la cátedra.
En 1582 se vio nuevamente implicado en otro proceso inquisitorial que acabó en una amonestación. Viajó a París en 1586 y cuando regresó a España, renunció a la cátedra y preparó la publicación de las obras de Santa Teresa. Tradujo directamente del hebreo el Libro de Job. Publicó La perfecta casada, retrato modelo de la cristiana y descripción de la mujer de su tiempo, con las costumbres y mentalidad de la época, y De los nombres de Cristo, comentario erudito que constituye sin duda su obra más conseguida en cuanto a estilo, ejemplo de depurada prosa de gran vuelo espiritual.
Fray Luis no dio importancia a sus poemas, de los que él mismo dijo que "son obreziellas que se me cayeron de las manos". A Quevedo se debe la definitiva publicación de ellos en 1637, con el intento de ofrecer contramodelos a la corriente gongorina. Tan riguroso como en su prosa, su poesía demuestra un gran dominio de ritmo y tono. Máximo representante de la corriente horaciana, consiguió una expresión poética de gran perfección formal y fuerza expresiva, de ejemplar sencillez. Sobre la base de su pensamiento platónico-agustiniano, cantó el ideal de vida retirada y el anhelo de plenitud que prefigura la vida celestial. Falleció en Madrigal de las Altas Torres.