Родилась 26 февраля 1879 года в Ростове в семье тюремного надзирателя. Всю жизнь она проработала учительницей рукоделия, а в 1924 году вышла на пенсию.
15 ноября 1930 года была арестована по обвинению в том, что она «член а-с церковно-монархической группы, поддерживала личные связи с идеологами к-р организации митрополитом Иосифом (Петровых) и архиепископом Евгением. Руководила нелегальным сбором средств на цели группы и ссылки».
30 апреля 1931 года коллегией ОГПУ СССР была приговорена к трем годам ссылки в «Севкрай». Ссылку отбывала в городе Котлас Вологодской области. По окончании срока ссылки вернулась в Ростов.
В 1936 году была арестована по обвинению в том, что переписывалась с ссыльным митрополитом Иосифом, оказывала ему материальную помощь. Проходила по групповому делу «Дело священников Поройкова В.Н., Мансветова А.С., и др. Ростов, Ярославской обл. 1936 г.». 3 сентября 1936 года Особым совещанием при НКВД СССР как «активная участница к-р церковно-монархической группы «ИПЦ» была приговорена к трем годам ссылки в Казахстан, где содержалась в исправительно-трудовом лагере НКВД.
10 июля 1937 года была арестована в городе Меркенте (?) Южно-Казахстанской области по групповому делу «архиепископа Алексия (Орлова) и др.», обвиналась в «принадлежности к контрреволюциооной группе церковников в Южно-Казахстанской области». На следствии она виновной себя не признала и заявила, что «антисоветской деятельностью не занималась».
Из обвинительного заключения: «Петрова Людмила — организатор к/р ячейки в г.Мерке, находилась под руководством Иосифа (Петровых), от которого получала к/р документы, переправляла в другие города СССР членам к/р организации для размножения».
28 августа 1937 года тройка при УНКВД по Южно-Казахстанской области приговорила Людмилу Петрову к высшей мере наказания.
Расстреляна 27 сентября 1937 года она была расстреляна в Лисьей балке недалеко от города Чимкента.
5 июля 1958 года была реабилитирована президиумом Южно-Казахстанского облсуда по 1937 году репрессий. 1 августа 1989 года реабилитирована прокурором Ярославской обл. по 1931 году репрессий. 27 октября 1989 года реабилитирована прокуратурой Ярославской обл. по 1936 году репрессий.
