Hijo único de Gastón, II conde de Medinaceli, y de Mencía de Mendoza, su esposa. Tras la muerte de su padre, siendo menor de edad, actuó su madre como tutora, que como primera medida ordenó en septiembre de 1404 a los habitantes de sus posesiones Garganta la Olla, Pasarón, Torremenga, Castrocalvón, Bembibre y Peña de Valdería que rindieron pleito homenaje a su hijo, el conde Luis, como a su señor natural.

Dichos pleitos homenajes se llevaron a cabo entre los meses de septiembre y octubre del mismo año.

Se casó el conde Luis en dos ocasiones. La primera con Juana Sarmiento, hija del adelantado mayor del reino de Galicia, a la que en 1430 le dio como arras 5.000 florines de oro del cuño de Aragón, y una silla y freno de plata con su palafrén, según costumbre de Castilla, e hipotecó el Puerto de Santa María como seguridad para el cumplimiento del contrato. Como dote la condesa aportó a la casa de Medinaceli Enciso, Barca, Fresno y Mandayona, pero no sería hasta septiembre del 1433 cuando dichos lugares se incorporaran de manera efectiva, pues fueron objeto de litigio con su hermano Pedro Sarmiento, respostero mayor del Rey y de su Consejo, a causa del reparto de la herencia de su padre el adelantado. De este matrimonio tuvo el conde Luis dos hijos, el primogénito Gastón, futuro IV conde, y María, que casó con Juan de Guzmán, conde de Niebla, llevando como dote la villa de Huelva. Murió la condesa Juana Sarmiento en 1435, había dictado su testamento ya enferma en enero de ese año. En él mejoraba a su hijo Gastón en la tercia parte de sus bienes, además de la legítima, y mandaba que su marido, el conde Luis, fuera su albacea y el tenedor durante toda su vida de la villa de Enciso y de los otros lugares y bienes. Fue enterrada en la capilla del coro del monasterio de Santa María la Real de Huerta. Un mes más tarde, el conde realizó un inventario de todos sus bienes y el 25 de febrero hizo ordenanza de testamento de su mujer, ya fallecida. [...]