Louis Nathaniel von Rothschild kam 1882 als drittes von insgesamt sieben Kindern des Ehepaars Albert Salomon und Bettina Caroline von Rothschild zur Welt. Nach dem Schulabschluss im Theresianum in Wien absolvierte er eine Banklehre in Hamburg und New York. Louis Rothschild begann ein Studium der Rechtswissenschaften in München und besuchte, seinen vielseitigen Interessen folgend, auch Vorlesungen zu Ästhetik, Experimentalphysik, Anthropologie sowie Kunst- und Kulturgeschichte. Ab 1907 gehörte er dem Verwaltungsrat der von seinem Urgroßvater begründeten Bank Salomon M. Rothschild in der Renngasse 3 in Wien 1 an. Diese Funktion hatte er auch bei der österreichischen Creditanstalt für Handel und Gewerbe inne und sollte ab 1922 Mitglied des Generalrats der Österreichischen Nationalbank sein. 1911, nach dem Tod Albert von Rothschilds, übernahm er auf dessen Wunsch die alleinige Leitung des familiären Wiener Bankhauses, ebenso die Anteile an der Wiener Creditanstalt für Handel und Gewerbe sowie der Budapester Ungarischen Allgemeinen Kreditbank. Möglicherweise prädestinierte Louis Rothschilds unerschütterliche Gemütsruhe, wie in der Forschungsliteratur immer wieder beschrieben, ihn zum Oberhaupt der Wiener Rothschilds. Mit der Rothschild-Bank verknüpft waren Industriebetriebe wie die Kammgarnfabrik in Vöslau, die Mineralöl-Raffinerie AG in Budapest, der Škoda-Konzern und Stabilimento Tecnico Triestino. Louis Rothschild war zudem Vorstand der Eisenwerke in Witkowitz und Alleinvertreter für die familiären Kuxen (bergrechtliche Wertpapiere). 1911 übernahm er auch das 1876–1884 errichtete Palais von seinem Vater in der damaligen Heugasse 24–26, seit 1911 Prinz-Eugen-Straße 20–22, in Wien 4 mitsamt der umfangreichen Kunstsammlung. Allerdings präsentierte er diese nicht so museal wie sein älterer Bruder Alphonse Rothschild, der 1905 mit dem Palais in der Theresianumgasse 16–18, Wien 4 auch die Kunstsammlung Nathaniel von Rothschilds geerbt hatte. Ein Bericht im Neuen Wiener Journal vom 1. November 1930 schätzte die Kunstwerke im Eigentum Louis Rothschilds als die "größte Privatsammlung des Dixhuitième" in Wien ein, mit Gemälden von Jean-Honoré Fragonard, François Boucher, Thomas Gainsborough und George Romney. Die Sammlung umfasste mehr als 1.000 Positionen, neben den erwähnten Gemälden auch Miniaturen, Aquarelle, Zeichnungen, Möbel, Porzellan, Uhren, Leuchter, historische Waffen, Plastiken, Gobelins sowie Medaillen des 16. bis 19. Jahrhunderts. Der medialen Öffentlichkeit war Louis Rothschild außerdem als leidenschaftlicher Polospieler, ausgezeichneter Reiter und begeisterter Jäger bekannt. Er absolvierte die Ballonfahrerprüfung und besaß auch einen Flugschein. Lange Zeit blieb er ein wohl gleichermaßen begehrter wie überzeugter Junggeselle.

Am 12. März 1938, dem Tag des "Anschlusses" Österreichs an das nationalsozialistische Deutsche Reich, gelang es Louis Rothschild noch, die Flucht seiner beiden Nichten Bettina (1924–2012) und Gwendoline (1927–1972) zu organisieren. Er selbst entkam der nationalsozialistischen Verfolgung hingegen nicht mehr. Am Flughafen Aspern von zwei SA-Männern festgenommen und in sein Palais eskortiert, wurde er am folgenden Tag von der Gestapo verhaftet, ins Polizeigefangenenhaus in der Roßauer Lände 7–9 und schließlich an die Gestapoleitstelle im Hotel Metropol am Morzinplatz überstellt, wo er 14 Monate im fünften Stock eingesperrt bleiben sollte. Die Gestapo versiegelte am 14. März 1938 die beiden Rothschild-Palais, die beschlagnahmten Kunstsammlungen verblieben vorerst dort. Im August 1938 sollte die "Zentralstelle für jüdische Auswanderung" ins Palais in der Prinz-Eugen-Straße einziehen, 1942 die Deutsche Reichspost. Ab 26. März 1938 stand die Privatbank S. M. v. Rothschild unter kommissarischer Verwaltung. Am 8. Juli 1938 der Münchner Privatbank Merck, Fink & Co unterstellt, sollte die Familienbank in weiterer Folge enteignet und schließlich von der Bank E. v. Nicolai & Co. in Wien übernommen werden. Nachdem es dem Kommissarischen Leiter des Kunsthistorischen Museums (KHM) Fritz Dworschak im Mai 1938 gelungen war, zum "Unterbevollmächtigen in Sachen des Kunstgutes Rothschild" ernannt zu werden und in der Folge auch den Auftrag zur Einrichtung des Zentraldepots für beschlagnahmte Sammlungen in seinem Wirkungsbereich zu erhalten, verbrachten KHM-Mitarbeiter am 3. Oktober 1938 die Kunstsammlung von Louis Rothschild in den ersten Stock der Neuen Burg am Wiener Heldenplatz. Gemäß dem 1938/39 erstellten Beschlagnahmekatalog des Zentraldepots umfasste die Sammlung 919 Nummern (mit nachträglichen Ergänzungen 964), extra gelistet waren 189 Medaillen. Außerdem verzeichneten vermutlich später erstellte Karteikarten des Zentraldepots weitere 159 Positionen an nicht eindeutig zuordenbaren Ausstattungsgegenständen mit dem Kürzel AALR (Alphonse oder Louis Rothschild), elf Karteikarten tragen das Kürzel LR_NB (Louis Rothschild Neue Burg). Während ein guter Teil der Kunstgegenstände dem von Hitler geplanten Kunstmuseum Linz vorbehalten blieb, wurden die Ausstattungsgegenstände vor allem für die Neue Burg und das Palais Pallavicini in Wien bestimmt, der Rest sollte sukzessive an andere Museen gehen, die seit Ende 1938 umfangreiche Wunschlisten erstellt hatten. Für die lange verhandelte Freilassung Louis Rothschilds aus der Gestapohaft am 11. Mai 1939 musste die Familie letztlich auf alle zurückgelassenen Vermögenswerte verzichten. Am 13. Juli 1939 erfolgte die Unterzeichnung des offiziellen Kaufvertrags für die Witkowitzer Eisenwerke, der aber nie umgesetzt wurde, denn die Mehrheit der Aktien war schon vor dem "Anschluss" an einen britischen Trust übergangenen, die Londoner Alliance Assurance Ltd.

Nach seiner Flucht aus Europa beantragte Louis Rothschild im Oktober 1940 in Buenos Aires einen Staatenlosen-Pass, erhielt jedoch vorerst kein Visum für die USA, sodass sich seine Reise nach New York bis Februar 1941 verzögerte. 1946 erlangte er die US-amerikanische Staatsbürgerschaft und heiratete die ebenfalls aus Wien emigrierte Hilda Auersperg, mit der auf einer großen Farm in East Barnard, Vermont lebte. Nach Kriegsende verstaatlichte die Tschechoslowakei die Eisenwerke in Witkowitz und entschädigte Rothschild 1953 schließlich mit einer Million Pfund. Seine Liegenschaften in Österreich trat Louis Rothschild gegen die vertragliche Zusicherung an den Staat ab, dass dieser die Pensionszahlungen für alle ehemaligen Angestellten übernehme. Nicht alle Kunstgegenstände der Sammlung Louis Rothschild waren zentral erfasst und an Museen verteilt worden, wie ab 1947 durchgeführte polizeiliche Ermittlungen gegen einen ehemaligen für das Inventar in der Prinz-Eugen-Straße zuständigen Mitarbeiter Rothschilds zeigten. Dieser hatte offenbar noch vor der Versiegelung des Palais Möbel, Bilder und Teppiche ohne Inventarnummer in seine bzw. die Wohnung seiner Schwiegereltern verbracht und wollte zumindest die Gobelins über den Kunsthandel veräußern, wie sich nach seinem Suizid herausstellte. Weniger auf Zufallsfunde angewiesen war die Restitution der staatlich verwalteten Kunstgegenstände nach 1945. Im Juli 1946 veranlasste das Bundesdenkmalamt (BDA) mit Einverständnis der Familie Rothschild und zur Vorbereitung der eigentlichen Rückstellungen die Umlagerung der in den Bergungsdepots der Neuen Burg sowie in Steyersberg und in Thürnthal befindlichen Objekte aus den Rothschildsammlungen ins Palais Springer in der Metternichgasse 8, Wien 3. Im August 1947 stimmte das Bundesministerium für Vermögenssicherung und Wirtschaftsplanung der Freigabe jener Bestände des ehemaligen Kunstmuseums Linz zu, die sich noch im Salzbergwerk in Altaussee befanden, ordnete zugleich jedoch an, die zur Widmung ausgewählten Objekte zurückzubehalten. Denn um die an ihn restituierten Objekte in die USA ausführen zu dürfen, musste Louis Rothschild (ebenso wie seine Schwägerin Clarice) im September 1947 einen Teil seiner Kunstgegenstände an österreichische Museen abgeben. Das KHM forderte vier Gemälde, 16 Medaillen und zehn historische Waffen, die Graphische Sammlung Albertina 15 Miniaturen, Zeichnungen, Aquarelle und Stiche, das Staatliche Kunstgewerbemuseum zwei Tischchen und einen Teppich, die Österreichische Galerie sieben Gemälde, das Uhrenmuseum der Stadt Wien drei Uhren. Laut Bescheid der Finanzlandesdirektion (FLD) für Wien, Niederösterreich und das Burgenland vom 23. September 1947 waren alle Objekte der Sammlung Louis Rothschild, die sich in Verwahrung des BDA befanden, zu restituieren. Das Verzeichnis der am 23. Oktober 1947 an den Bevollmächtigten Trauttmansdorff ausgehändigten Gegenstände umfasste 22 Seiten mit einigen Korrekturen sowie eine Seite Nachtrag. Bei etwa einem Drittel der vom BDA gelisteten Gegenstände fehlte allerdings die LR-Nummer, sodass angesichts der rudimentären Beschreibungen für diese Objekte kaum eine nachträgliche Identifikation möglich sein wird. Für 186 Positionen (hauptsächlich kunstgewerbliche Objekte sowie einige Gemälde und Grafiken, deren Gesamtwert mit 648.300 Schilling beziffert wurde) beantragte Rothschilds Rechtsvertreter im November 1947 eine Bewilligung zur Ausfuhr nach New York, der das BDA zustimmte. Ein Bescheid des Bundesministeriums für Vermögenssicherung und Wirtschaftsplanung vom 10. Mai 1948 gab 14 Positionen der Sammlung Louis Rothschild, die Ende 1947 vom Salzbergwerk Altaussee ins dortige Sudhaus verlagert worden waren, aus der Sicherstellung zur Restitution frei. Weitere Rückstellungen erfolgten aufgrund der Bescheide der FLD für Wien, Niederösterreich und das Burgenland vom 4. Juni 1948 (neun Positionen aus dem Depot in der Residenz Salzburg) und vom 3. September 1948 (44 Positionen aus der Waffensammlung des Kunsthistorischen Museums Wien, die ins Depot Metternichgasse 8 verbracht worden waren). Am 31. Jänner 1949 folgten Rückstellungsbescheide für Objekte beider Rothschildsammlungen aus den BDA-Depots in Altaussee, Kremsmünster und der Salzburger Residenz (30 Positionen an Louis, zehn Positionen an Clarice Rothschild), am 13. September 1949 beschied die FLD, dass weitere sechs Positionen aus den Depots im Palais Springer und in der Salzburger Residenz rückzustellen seien. Am 12. März 1952 gingen schließlich noch zwei Türgriffe in Form von Drachenköpfen, die sich ebenfalls in der Salzburger Residenz befunden hatten, zurück an Rothschild. Wieviele Objekte seiner Sammlung Louis Rothschild bis zu seinem unerwarteten Tod am 15. Jänner 1955 während eines Urlaubs auf Jamaica zurückbekam und welche davon er behielt bzw. verkaufte, ist eine offene Forschungsfrage.

Die seit 1998 durchgeführte Provenienzforschung eruierte in bislang sieben Dossiers insgesamt 60 Objekte aus der Sammlung Louis Rothschild in österreichischen Bundesmuseen, die in der Folge zur Rückgabe empfohlen wurden. 2013 empfahl der Kunstrückgabebeirat außerdem die Rückgabe von Teilen des Rothschild'schen Familienarchivs, die 1960 als "Aktenspende" der Sowjetunion ins Österreichische Staatsarchiv gelangt waren. 33 der 45 im ersten Beschluss des Kunstrückgabebeirats vom 11. Februar 1999 angeführten Objekte wurden nach der Restitution im Juli 1999 bei Christie's in London versteigert. Auch in den Bundesländern kam es zu Rückgabebeschlüssen an die RechtsnachfolgerInnen nach Louis Rothschild: Das Niederösterreichische Landesmuseum (heute Museum Niederösterreich) restituierte 1999 eine Federzeichnung des Kremser Schmidt Opfer der Iphigenie, die dem Museum 1949 "gewidmet" worden war. Ein Gemälde, drei Bücher und fünf Zeichnungen, die das Reichsgaumuseum Niederdonau 1940 aus der Sammlung Louis Rothschild erhalten hatte, galten dagegen bereits 1945 als "Kriegsverlust" im Bergungsort Stift Altenburg, zwei Paar chinesische Vasen waren 1949 ausgefolgt worden. Die Museen der Stadt Wien restituierten 1999 insgesamt elf Objekte an die ErbInnen nach Alphonse und Louis Rothschild. Das Universalmuseum Joanneum in Graz gab 2000 eine Landschaftsstudie von Herbert Boeckel zurück. 2008 restituierte das Tiroler Landesmuseum Ferdinandeum ein 1947 überlassenes Gemälde von Johann Baptist Lampi d. Ä., Bildnis des Senators Adam Rzyszewski. 2019 beschloss das Kuratorium des Salzburg Museums die Rückgabe eines Rundschilds, der dem Museum 1941 zugeteilt worden war. Da die Zugänglichkeit wichtiger Quellenbestände in den letzten Jahren verbessert wurde, ist nicht auszuschließen, dass die systematische und gut vernetzte Provenienzforschung in Österreich in den kommenden Jahren noch weitere Kunstgegenstände der Sammlung Louis Rothschild identifizieren kann.