Louis Neillot nasceu a 11 de fevereiro de 1898, em Vichy, França, filho de Jean Neillot, jardineiro e florista, e de sua mulher Louise Barghon. Cresceu num ambiente dominado pela natureza, plantas e jardins, o que mais tarde alimentou o seu fascínio por paisagens, flores e naturezas-mortas. (É também frequentemente chamado de "fauvista" ou influenciado pelo fauvismo.)

Durante a Primeira Guerra Mundial, Neillot foi mobilizado; foi exposto a gás e, após recuperar, regressou à vida civil. Mudou-se depois para Paris, onde circulou nos círculos artísticos e literários. Ao mesmo tempo, manteve fortes laços com a sua região natal: passava frequentemente os verões na região de Bourbonnais, incluindo Cusset, Creuzier-le-Neuf e, mais tarde, Saulcet. Possuía uma casa, "Le Verger", em Saulcet, onde trabalhou durante longos períodos.

A sua obra artística inclui paisagens, naturezas-mortas, nus, flores e árvores do seu próprio jardim. O seu trabalho demonstra um poderoso uso da cor, frequentemente inspirado pela natureza que o rodeia. Admirava Cézanne, e essa influência é por vezes palpável nas suas composições e na composição de cores. Além de pinturas, também criou ilustrações e contribuiu para livros — por exemplo, ilustrou "Le Sel de la Terre" (1937), de Raymond Escholier, e "Les Anges Noirs" (1938), de François Mauriac.

Neillot participou em vários salões e exposições em França: expôs no Salon des Indépendants, no Salon d'Automne e no Salon des Tuileries. Chegou a ocupar o cargo de vice-presidente do Salon des Indépendants. Residiu também em ateliers artísticos como o La Ruche, aproximadamente de 1928 a 1934.

A partir de 1958, passou a residir regularmente na sua casa em Saulcet, onde trabalhou durante vários meses, todos os anos. Em Paris, viveu durante um longo período na Cité Fleurie (boulevard Arago, 65). Faleceu em 1973 em Le Kremlin-Bicêtre, perto de Paris, e foi sepultado em Saulcet, perto de Saint-Pourçain-sur-Sioule. Por vezes é chamado "o último representante do fauvismo".

Desde a sua morte, foram-lhe dedicadas inúmeras homenagens: uma sala do museu municipal de Vichy chama-se Salle Neillot; ruas, escolas e praças da sua região natal receberam o seu nome. As suas obras continuam a ser leiloadas em França e no estrangeiro, e a sua obra é um tema popular para colecionadores de paisagens e naturezas-mortas coloridas e expressivas.