Ludwig Wilhelm von Bülow stammte aus dem weit verzweigten mecklenburgischen Uradelsgeschlecht von Bülow und war ein Sohn des dänischen Offiziers Reimar Hans von Bülow und seiner Frau Sophie Elisabeth, geb. von Bibow, einer Tochter des Hardenack von Bibow auf Westenbrügge und der Elisabeth Anna, geb. von Wintersheim. Engelke von Bülow war sein Bruder. Im Alter von 13 Jahren verlor er seinen Vater, der in der Schlacht bei Gadebusch fiel.