Luma được sinh ra trong bệnh viện Cantagalo,[3][4][5] tại bang Rio de Janeiro của Brazil. Mẹ của Oliveira, Maria Luiza, là người gốc Amerindian và cha cô, Luis, là người gốc Đức [6] và làm việc cho công ty Đường sắt Leopoldina. Một trong những tổ tiên của Oliveira là Georg Heinrich von Langsdorff, Baron de Langsdorff.[7] Cô là con út trong sáu người con; chị gái của cô là nữ diễn viên nổi tiếng Ísis de Oliveira, và anh trai cô, Mem de Oliveira, là một nhà thơ.[8]

Tên của cô được tạo ra bằng hai chữ cái đầu tiên của tên cha mẹ cô: LUis và MAria. Cô tham dự Học viện Gay-Lussac và chơi bóng ném và bóng chuyền, nhưng niềm đam mê của cô là đạp xe và chạy trên bãi biển.