Fils unique de Georges Anquetin et de Rose-Félicité Chauvet son épouse. Dans cette famille aisée de bouchers, il va grandir choyé par les siens et sera très vite attiré par le dessin, encouragé par ses parents. Sa maison natale, la boucherie paternelle, existe toujours. En 1872, il intègre le lycée Corneille de Rouen et devient l’ami de Édouard Dujardin, futur poète, et obtient son baccalauréat en 1880. Il effectuera ensuite ses obligations militaires dans la cavalerie au 6e Régiment de Dragons à Chartres.
À son retour, il persuade ses parents de sa vocation artistique, il monte à Paris et entre en 1882 à l’Atelier de Léon Bonnat, (1833-1922) au 30 avenue de Clichy, et à sa fermeture, lorsque celui sera nommé professeur à l’Académie des Arts, intégrera l’Atelier Libre de Fernand Cormon (1883). Il commence sa carrière aux côtés de peintres d’avant-garde qui deviendront ses amis, tels que : Vincent Van Gogh ou Henri de Toulouse-Lautrec, qu’il prend sous sa protection, pour lui éviter les humiliations des camarades ; Henri Rachou, Charles Laval, Adolphe Albert, Paul Tampier, Archibald Standisch Hartrick. Il va suivre là quatre années de formation. C’est en 1884 que rentre à l’atelier le jeune Emile Bernard âgé de 16 ans. Il fait la connaissance de Claude Monet en 1885 à Vétheuil et découvre l’impressionnisme, ce qui lui permet d’éclaircir sa palette. En avril 1886, Émile Bernard est renvoyé de l’Atelier pour son indiscipline et au mois d’octobre Vincent Van Gogh entre à l’Atelier. C’est pendant ces deux années là qu’il expose avec Lautrec et Bernard au Tambourin, café situé au 62 boulevard de Clichy. Van Gogh organise une exposition au Café le Grand Bouillon (où il accroche ses œuvres et celles des amis : Bernard, Anquetin, Lautrec), établissement situé au n°43 de l’avenue (actuel Monoprix). Il va faire la connaissance et découvrira Seurat et le divisionnisme en 1886.
Avec Émile Bernard, il se dirige vers le divisionnisme dans les pas de Signac qu’il rencontre le 12 mars 1887 et il met au point le cloisonnisme. Enthousiasmé par les estampes japonaises de Van Gogh, Louis découvre au travers d’une porte vitrée, aux carreaux de couleurs dans la maison de ses parents, les effets produits par les différentes couleurs sur l’impression que l’on obtient du décor. Il réalise alors avec Emile Bernard une synthèse de leurs recherches communes qu’Édouard Dujardin, voyant les œuvres de Anquetin au Salon des Indépendants de 1888, baptisera dans la Revue Indépendante du mois de mai ce nouveau genre de « cloisonnisme » en donnant la paternité au seul Anquetin. Il deviendra tout d’un coup célèbre. En 1889, faisant parti des refusés, il expose avec Paul Gauguin, Charles Laval, Léon Fauché, Schuffenecker, Georges Daniel, Emile Bernard, Louis Roy et Ludovic Nemo, Montfreid, Filiger dans le Café Volponi situé dans l’enceinte de l’Exposition universelle de Paris de 1889. Il est à cette époque un habitué, avec Toulouse-Lautrec et Émile Bernard, du cabaret du Moulin Rouge. Il reçoit un article plein d’éloge de la part de Félix Fénéon.
Il fera la connaissance du peintre et dessinateur anglais Charles Conder venu de 1890 à 1897 étudier à l’Académie Julian et à l’Atelier Cormon, par le biais de Toulouse-Lautrec.
En 1890, Anquetin est dans le « linéarisme ». 1891, il entreprend des recherches sur l’huile et demeure au 62 rue de Rome à Paris, et à une adresse au 10 rue Clauzel, à côté du Père Tanguy fabricant de couleurs qui demeure au n°14. Après le Salon des Indépendants, il relance le Salon des Refusés. De 1894 à 1896, il n’expose plus et procède dans le laboratoire de dissection du professeur Arroux à Clamart à des études d’anatomie.
Après son voyage avec Toulouse-Lautrec et Joseph Albert, en 1894, à travers la Belgique et la Hollande, son travail deviendra plus classique et s’inspirera de maîtres du passé tels que Rubens. À son retour, il s’installe à Bourron-Marlotte où il se lie d’amitié avec Paul Fort, Stuart Merrill, Paul Margueritte, Elemir Bourges et Armand Point.
En 1901, son professeur, Fernand Cormon, ayant obtenu la décoration murale de l’hôtel de ville de Tours, invitera Anquetin à réaliser quatre panneaux, représentant Balzac, Descartes, Rabelais, Alfred de Vigny sur la paroi nord de la salle des fêtes de la mairie de Tours, qui seront démontés en 1907 pour être remplacés par des œuvres sur le même sujet peintes par François Schommer (1850-1935).
Âgé de 45 ans, il épouse en cette année 1906 la veuve d’un officier : Berthe Coquinot. Le couple s’installe dans un bel immeuble, réalisé par l’architecte Charles Blanche, rue des Vignes, entouré de ses élèves il va pouvoir leur enseigner : les glacis, l’empâtement, selon les règles anciennes qu’il ne cessa de prôner tout comme « le retour au métier » (cela depuis de nombreuses années, sans grand succès).
Gustave Geffroy en 1908 vient d’être nommé Administrateur de la Manufacture des Gobelins par Georges Clemenceau. Il interviendra pour qu’il décroche ses premiers cartons de tapisseries pour la Manufacture des Gobelins en 1911 et les suivants en 1918 et 1921 pour la Manufacture de Beauvais dont Jean Ajalbert fut l’Administrateur de 1917 à 1934. En 1912, il commence ses conférences et des articles pour défendre le : retour au métier. En 1914, il organise au restaurant La Pérouse des dîners débats mensuels et continue ses conférences à l’Université populaire. Ses élèves, Jacques Maroger et Camille Versini, se livrent à des recherches sur les vernis et les différentes techniques picturales, avec l’aide du chimiste Marc Havel, et ensemble ils mettront au point un médium, commercialisé sous son nom par la Maison Lefranc Bourgeois. En 1924, il publie son livre Rubens.
Il fait partie des groupes anarchistes qui sont dans l’orbite de Zo d’Axa, Jean Grave et Octave Mirbeau. Il participe aux revues : La Feuille – l’En Dehors.
Il meurt à Paris, oublié par beaucoup, en août 1932. Peu de temps avant sa disparition, c’est Emile Bernard, l’ami de toujours, le créateur avec lui du Cloisonnisme, qui lui rend visite et fait de lui un portrait saisissant d’émotion entre les deux artistes. Il lui dédicacera l’oeuvre en ces termes « A Louis Anquetin en témoignage de ma plus profonde admiration ».
