Родилась 21 ноября 1946 года на хуторе Восточном Краснодарского края.
Заслуженная артистка РСФСР (25.02.1980).
Народная артистка РСФСР (10.07.1989).
По окончании восьмилетки работала штукатуром на стройке и училась в вечерней школе, затем работала лаборанткой, разнорабочей, уборщицей.
В 1965–1966 годах – актриса вспомогательного состава Рязанского ТЮЗа.
Окончила Театральное училище им. Б. Щукина (1970).
С 1976 - актриса Театра-студии киноактера.
В кино Людмила Зайцева дебютировала в 1967 году в эпизодической роли в мелодраме Андрона Кончаловского "История Аси Клячиной, которая любила, да не вышла замуж". Первый успех актрисе принесла роль сержанта Кирьяновой в военной драме Станислава Ростоцкого "А зори здесь тихие".
Наставник, человек, сыгравший важную роль в судьбе актрисы, появился уже на съемках - на картине "Здравствуй и прощай" (1972). Это был Виталий Вячеславович Мельников, который предложил Людмиле Зайцевой сыграть главную героиню.
Далее последовали роли в этом же амплуа - Пелагея ("Кадкина всякий знает"), Валентина ("Ксения, любимая жена Федора"), Строгова ("Строговы"), Мария Попова ("Праздники детства"). Особняком в творчестве актрисы стоит ее работа в фильме "Дождь в чужом городе", роль Киры Андреевны создана актрисой мягкими и пастельными красками.
В фильме В. Пичула "Маленькая Вера", сыграв роль матери главной героини, Людмила Зайцева создала абсолютно узнаваемый образ типичной советской женщины, "закалившейся в борьбе за существование". После этой работы актриса резко сменила амплуа в сторону отрицательных, острохарактерных ролей: Анна Кузьминична в фильме "Сукины дети" (реж. Л. Филатов), председатель исполкома в "Мечтах идиота" (реж. В. Пичул).
С успехом сыграла роль Ефросиньи в драме Виталия Мельникова "Царевич Алексей" и Екатерину Иоанновну Мекленбургскую в сериале Светланы Дружининой "Тайны дворцовых переворотов".
Дочь - актриса Василиса Воронина.
