Han ble født i Madrid i Spania som den tredje eldste sønn av hertug Amadeo av Savoia, hertugen av Aosta og hans første kone, Donna Maria Vittoria dal Pozzo della Cisterna. Luigi Amedeo var sønnesønn av Kong Vittorio Emanuele II av Italia. Han ble født under farens korte regjeringstid som kong Amadeo av Spania. Hans søsken var fyrst Emmanuel Filiberto, fyrst Vittorio Emanuele, og fyrst Umberto. Kort tid etter hans fødsel, abdiserte faren hans, som hadde vært konge i Spania siden 1870, og reiste tilbake til Italia i 1873. Hertug Luigi Amedeo var medlem av Huset Savoia, godt kjent i Europa siden det 12. århundre. Hans onkel ble kong Umberto av Italia i 1878, og hans fetter ble kong Viktor Emmanuel III i 1900.