Nato a Napoli il 7 aprile 1813, Luigi Settembrini era figlio di Raffaele, un avvocato di idee liberali che aveva subito il carcere nell'isola di Santo Stefano.
Luigi fu educato in un collegio di Caserta fino al 1826 quando sembrò attraversare un periodo di fanatismo religioso e il padre preferì trasferirlo in una scuola di Napoli. Nel 1830, dopo la morte del padre, Luigi intraprese gli studi di legge dei quali fu presto disgustato e si dedicò agli studi umanistici.
Intanto veniva iniziato alla massoneria e quando nel 1835 ottenne la cattedra di eloquenza nel liceo di Catanzaro e si trasferì in quella città entrò in contatto con i mazziniani e fondò la setta dei Figliuoli della Giovane Italia insieme a Benedetto Musolino.
Fu arrestato nel 1837, quando si era già sposato ed aveva avuto un figlio, e detenuto per tre anni. Tornato in libertà visse di insegnamento privato continuando ad impegnarsi politicamente, pubblicò anonimo l'opuscolo Protesta del popolo delle due Sicilie e nel 1847 si rifugiò a Malta.
Nel 1848 tornò a Napoli e partecipò alla fondazione della società segreta Unità Italiana. Nel 1849 fu di nuovo arrestato e condannato a morte, la pena fu commutata nell'ergastolo e nel 1859 all'esilio negli Stati Uniti, ma grazie al figlio che dirottò la nave, riuscì a riparare in Irlanda e vi rimase fino al 1860.
Rientrato in Italia insegnò letteratura italiana a Bologna e poi a Napoli. Nel 1861 pubblicò la sua traduzione delle opere di Luciano eseguita durante la prigionia e fra il 1866 e il 1872 vennero pubblicati in più riprese i tre volumi delle Lezioni di Letteratura Italiana.
L'opera Ricordanze della mia vita fu pubblicata postuma nel 1879 a cura di Francesco de Sanctis.
Settembrini collaborò con varie testate giornalistiche e dal 1866 diresse Lo Stivale, nel 1873 fu nominato senatore.
Morì a Napoli il 4 novembre 1876.