Актриса, народная артистка РСФСР (1983) Людмила Зайцева родилась 21 июля 1946 года на хуторе Восточном Усть-Лабинского района Краснодарского края.

После окончания школы переехала в Москву, чтобы поступать в школу-студию МХАТ, однако попытки были неудачными. Работала штукатуром, сторожем, лаборанткой, уборщицей.

В 1965-66 годах числилась во вспомогательном составе Рязанского театра юного зрителя.

В 1970 году окончила Театральное училище им. Б. Щукина.

С 1976 года играла в Театре-студии киноактера.

Кинодебютом Зайцевой стала эпизодическая роль в фильме Андрея Кончаловского "История Аси Клячиной, которая любила, да не вышла замуж" (1966).

Зайцева снялась в более чем в 60-ти фильмах, среди которых "А зори здесь тихие" (1972) Станислава Ростоцкого, "Праздники детства" (1981) Рениты и Юрия Григорьевых, "Кадкина всякий знает" (1976) Анатолия Фехотко и Натальи Трощенко, телесериал "По семейным обстоятельствам" (1977) Алексей Коренева, "Маленькая Вера" (1988) Василия Пичула, "Сукины дети" (1990) Леонида Филатова, "Мечты идиота" (1993) Валерия Пичула.

Сыграла главные роли в картинах "Здравствуй и прощай" (1972) Виталия Мельникова, телесериале "Дождь в чужом городе" (1979) Владимира Горпенко и Михаила Резниковича, "Затерянные в песках" (1984) Николая Ильинского.

В постперестроечные годы Зайцева снималась мало.

В 1983 году была удостоена Государственная премия СССР за роль Марии Поповой в фильме "Праздники детства". Лауреат Всесоюзного кинофестиваля в номинации "Премии за актёрскую работу" (1977), лауреат серебряной медали имени А. Довженко (1986, за участие в фильме "Говорит Москва").

Была замужем за сценаристом и кинорежиссером Геннадием Ворониным, который скончался в 2011 году. Дочь - актриса Василиса Воронина.