Louis sinh vào ngày 16 tháng 8 năm 1682[2] tại Versailles, Điện hoàng gia Pháp dười thời trị vì của ông nội, vua Louis XIV của Pháp. Cha ông là Louis, Dauphin của Pháp—con trai trưởng của vua Louis XIV và hoàng hậu Marie-Thérèse của Áo. Mẹ ông là Maria Anna của Bavaria—con gái trưởng của Maximilian I, Tuyển hầu tước xứ Bavaria và là cháu ngoại của Ferdinand II, Hoàng đế La Mã Thần thánh. Là con trai của Dauphin nước Pháp, Louis nhận được danh hiệu Hoàng tử Pháp (Fils de France) với tôn xưng Altesse Royale (Điện Hạ) từ khi chào đời, tước hiệu đầy đủ của Louis trong tiếng Pháp khi đó là Son Altesse Royale le Prince Louis de France, Duc de Bourgogne (Hoàng tử Louis của Pháp Điện hạ, Công tước xứ Burgundy). Khi sinh ra Louis đứng thứ hai trong hàng kế vị ngai vàng Pháp, ông là người đầu tiên trong hoàng gia Pháp được hạ sinh tại Cung điện Versailles. Louis thường được gia đinh gọi với cái tên "Petit Dauphin" hay tiểu thái tử trong suốt cuộc đời để phân biệt với cha ông, người cũng có cùng tên [Louis]. Vào ngày 18 tháng 1 năm 1687, ông được rửa tội bởi Giám mục Orléans trong nhà nguyện hoàng gia riêng của Cung điện Versailles, cha mẹ đỡ đầu của ông là Elizabeth Charlotte của Bavaria và ông nội, vua Louis XIV.[3][4] Louis lớn lên cùng với hai người em trai là Philip, Công tước của Anjou—sau này trở thành vua của Tây Ban Nha và Charles, Công tước Berry dưới sự giám sát của quý bà Louise de Prie. Năm 15 tuổi, ông kết hôn với người chị họ thứ hai, Công chúa Marie-Adélaïde xứ Savoy, con gái của Victor Amadeus II của Sardinia và Anne Marie d'Orléans, hôn lễ diễn ra vào ngày 7 tháng 12 năm 1697 tại Cung điện Versailles, trong cuộc hôn nhân này đã đánh dấu kết thúc các cuộc xung đột Pháp-Savoyard trong Chiến tranh Chín năm và thiết lập hòa bình giữa hai cường quốc.[5][6]