Ludovico Marchetti naît à Rome le 10 mai 1853. Fils du graveur Auguste, il fréquente avec succès les cours de peinture à l’Accademia di San Luca. Il se spécialise dans un premier temps dans les sujets historiques et sacrés, puis affronte des thèmes inspirés de la littérature contemporaine après avoir connu le peintre espagnol Mariano Fortuny y Marsal, qui résidait alors dans la capitale laziale, dont il devient l’élève. En 1875, il expose au Salon de Paris le tableau Après le combat. Le succès obtenu par l’œuvre fait naître en lui le désir de s’établir dans la capitale française ; ce qu’il fera trois ans plus tard en 1878. À Paris il signe un contrat avec le puissant marchand d’art Adolphe Goupil. Mais cela ne l’empêche pas de collaborer avec le galeriste newyorkais – d’origine allemande – Michael Knoedler. À partir de ce moment, il se dédie aux scènes à la mode, inspirées de la vie bourgeoise, caractérisées par un rendu minutieux, attentif dans l’illustration des plus petits détails. Il participe en parallèle aux expositions annuelles de Berlin et de Münich. À l’Exposition Universelle de Paris en 1889, il présente trois œuvres, Un mariage au XVe siècle, Militaires italiens et Cour d’honneur du Chêteau de Potois, avec lesquelles il se révèle en tant qu’artiste doté d’une grande vivacité expressive. En 1897, il obtient la médaille d’or au Salon de Paris avec la toile Caïn et inaugure officiellement son activité d’aquarelliste à l’Exposition Nationale de Milan en 1906.
Il meurt à Paris le 20 juin 1909.