Родилась 20 июня 1940 года в селе Архипо-Осиповка, Краснодарский край.
С самого нежного возраста Люду все называли «артисткой». И когда спрашивали: «Кем будешь?», она, по-детски шепелявя, отвечала: «Атисткой». В 135-й московской школе она была примой школьного театра, а в 10-м классе даже режиссёром.
В 1963 году окончила Всесоюзный государственный институт кинематографии (мастерская М.И. Ромма) — актёрский факультет.
С 1963 года — актриса Экспериментального театра-студии пантомимы "Эктемим" под руководством А. Румнева.
В 1964-1984 годы — актриса Театра-студии киноактёра.
В начале перестройки в театре начались сокращения. Администрация тактично напомнила актрисе, что её давно не снимали в кино. Людмила расценила это как предложение уйти по собственному желанию. И ушла. Ушла на «Мосфильм» ассистентом режиссёра по актерским кадрам. У актёров с работой было тяжело, а от Люси, как считали они, кое-что зависело, и они дружно пошли к ней. Но вскоре и этой должности не стало.
Юное симпатичное личико с чуть вздёрнутым носиком. Такой увидели её кинозрители в 1959 году. В 18 лет — роль Тани в "Отчем доме" у Льва Кулиджанова. Новые предложения, кипы писем от поклонников и миллионные тиражи фотографий в киосках. Нашли и зажгли эту звёздочку классики нашего кино Григорий Козинцев и Иван Пырьев. Мэтр советского кино режиссёр Иван Александрович Пырьев увидел Люду Марченко в фильме "Отчий дом" и пригласил её на Настеньку в "Белые ночи". Второкурснице ВГИКа Людмиле Марченко было всего 19 лет. Настенька так и осталась самой любимой её ролью.
Современники вспоминают: "Людмила Марченко воплощала в себе редкое для тех лет актёрское амплуа — романтическая героиня. И в то же время она была обыкновенной девчонкой из московского дворика".
В легендарный ВГИК поступила с первой попытки. Во ВГИКе её называли "Советская Одри Хепбёрн". Студенты с других курсов ходили табунами: "Разрешите посмотреть на вашу Одри Хепберн?!"
Умерла от банального гриппа, прожив неполных 57 лет. Запретила родным приезжать в гости, чтобы те не заразились, и успокаивала их, что все в порядке. А сама — не вызывала врача и не принимала лекарств.
Она просто не хотела жить одна. Кино кончилось.
Ушла из жизни 21 января 1997 года в Москве.
Союз Кинематографистов выделил на её поминки...200 рублей.
Похоронена актриса в Москве на Ваганьковском кладбище.
роли в кино
1982 Кто стучится в дверь ко мне... :: Люська
1980 О бедном гусаре замолвите слово :: провинциальная актриса
1979 Что-то с телефоном (короткометражный) :: гостья
1977 Служебный роман :: гостья у Самохваловых
1968 Разведчики :: Мари
1967 Человек бросает якорь :: Нина Коваленко
1967 Цыган :: Галя
1966 Туннель | Tunnel, The | Tunelul (СССР, Румыния) :: служанка
1966 Айболит-66 :: эпизод
1965 Стряпуха :: Таисья
1965 Люди остаются людьми :: Нина
1962 Мой младший брат :: Галя Бодрова :: главная роль
1962 Без страха и упрёка :: Лена
1961 Дмитро Горицвит :: Югина
1960 Леон Гаррос ищет друга | Vingt mille lieues sur la terre (СССР, Франция) :: Маша
1960 До будущей весны :: Вера Николаевна
1959 Отчий дом :: Таня Скворцова :: главная роль
1958 Добровольцы :: девушка Кайтанова-младшего
архивные кадры
2005-2007 Как уходили кумиры (документальный)