A los 34 años falleció su esposo, y decidió entonces consagrar su vida al servicio de Dios. Esta santa mujer tuvo la dicha inmensa de tener como directores espirituales a dos santos muy famosos y extraordinariamente guías de almas: San Francisco de Sales y San Vicente de Paúl. Con San Francisco de Sales tuvo frecuentes conversaciones espirituales en París en 1618 (tres años antes de la muerte del santo) y con San Vicente de Paúl trabajó por treinta años, siendo su más fiel y perfecta discípula y servidora. San Vicente de Paúl había fundado grupos de mujeres que se dedicaban a ayudar a los pobres, atender a los enfermos e instruir a los ignorantes. Estos grupos de caridad existían en los numerosos sitios en donde San Vicente había predicado misiones, pero sucedía que cuando el santo se alejaba los grupos disminuían su fervor y su entusiasmo haciéndose necesario la presencia de alguien que los coordinase y animase permanentemente.
Dicha persona providencial fue Santa Luisa de Marillac, quien personalmente se ofreció para coordinar y dirigir a los grupos de caridad. La santa recorrió el país visitando las asociaciones de caridad, llevándoles gran cantidad de ropas y medicinas para entregar a los más necesitados.
En 1633, el 25 de marzo, las primeras cuatro jóvenes hacen votos de pobreza, castidad y obediencia, bajo la dirección de Santa Luisa, naciendo así la más grande comunidad femenina que existe, las Hermanas Vicentinas, Hijas de la Caridad. La santa además escribió muchos textos y libros en los cuales recopiló las enseñanzas de San Vicente de Paul y reflexiones personales, constituyendo una extraordinaria riqueza para la vida espiritual de sus religiosas y de todas las personas en general.
Falleció el 15 de Marzo de 1660, después de sufrir una dolorosa enfermedad y dejando fundada y muy extendida la más grande comunidad de religiosas. Las 33,000 religiosas vicentinas o hijas de la Caridad tienen más de 3,300 casas en el mundo. En la casa donde está sepultada su fundadora, en París, sucedieron las apariciones de la Virgen de la Medalla Milagrosa a la vicentina Santa Catalina Labouré. Las religiosas fundadas por Santa Luisa se dedican exclusivamente a obras de caridad. El Papa Pío XI declaró santa a Luisa de Merillac en 1934, y el Sumo Pontífice Juan XXIII la declaró Patrona de los Asistentes Sociales.