Mannequin dès l'âge de 11 ans, Lori Loughlin apparaît sur le petit écran à partir de 1979 dans le téléfilm Too Far to Go aux côtés de Glenn Close. Remarquée grâce à son rôle régulier pendant 3 saisons du soap The Edge of Night (1980), elle débute au cinéma dans les films d'horreur Amityville 3-D (1983) et The New Kids (1985). Elle se met à la comédie sous la direction de David Greenwalt dans Secret Admirer (1985), puis dans Back to the Beach (1987).
Le grand public la découvre en 1988 dans la série à succès La Fête à la maison. Elle y interprète la femme de John Stamos, et incarne une figure maternelle pour la petite Michelle, personnage qui lance la carrière des jumelles Olsen, Ashley et Mary-Kate. À l'arrêt de la série, Lori Loughlin partage le premier rôle de l'unique saison de Hudson Street (1995) avec Tony Danza. Elle multiplie ensuite les téléfilms et les apparitions dans des séries comme Susan, Seinfeld, Spin City ou encore Les Anges de la nuit.
Elle revient sur le devant de la scène en 2005 avec la série Summerland qu'elle crée et produit. Elle s'offre le premier rôle d'une jeune femme qui mène une carrière glorieuse dans la mode, et dont la vie est bouleversée lorsqu'elle récupère la garde de ses 3 neveux et nièces qui viennent de perdre leurs parents. Summerland est retirée de l'antenne après 2 saisons et 26 épisodes. Lori Loughlin apparaît en 2006 dans un épisode de Ghost Whisperer.