Poco se conoce de la relación amorosa entre Freud y Lou, lo que sí se sabe es que fue su profesor de psicoanálisis y que escribió sobre ella lo siguiente: “Era de una modestia y una discreción poco comunes. Nunca hablaba de sus propias producciones poéticas y literarias. Era evidente que sabía dónde es preciso buscar los reales valores de la vida. Quien se le acercaba recibía la más intensa impresión de la autenticidad y la armonía de su ser, y también podía comprobar, para su asombro, que todas las debilidades femeninas y quizá la mayoría de las debilidades humanas le eran ajenas, o las había vencido en el curso de su vida”.
En 1887, luego de separarse de sus amantes, se casó con Carl Friedrich Andreas, un profesor de lingüística que se hizo famoso porque Lou llevó en adelante su apellido. El matrimonio nunca fue un óbice para que Lou mantuviera relaciones libres con varios amantes, entre otros el periodista alemán Georg Lebedour, el psicoanalista Viktor Tausk y el poeta Rainer Maria von Rilke, cuyo nombre real era René, pero al que ella llamaba Rainer, y así se lo conoce hasta la fecha.
Conoció a este joven escritor de Bohemia, considerado uno de los mejores poetas de la lengua alemana, cuando él era quince años menor que ella, fue su fuente de inspiración y ambos se convirtieron casi de inmediato en apasionados amantes que participaron de un idilio que duró hasta finales del siglo XIX. Lou le enseñó ruso a Rilke, a amar la literatura rusa y a sus grandes escritores Tolstói, Pushkin, Lérmontov, también lo relacionó con Freud y juntos viajaron a Moscú y San Petersburgo.
Lou escribió un polémico estudio sobre la personalidad y la filosofía de Nietzsche, también es autora de un análisis sobre las características psicológicas de los personajes femeninos del dramaturgo escandinavo Ibsen. Sus escritos fueron usados en la Universidad de Göttingen, en cuya ciudad vivió hasta su muerte en 1937. Vale la pena recalcar que, pese a ser judía, la Gestapo nunca la persiguió. Tal vez la salvó del holocausto su aureola de mujer superior y el haber sido amada por Nietzsche, que a su vez era respetado por los nazis.
Luego de su fallecimiento, su biblioteca y sus obras personales fueron quemadas de inmediato. Sus amigos sostienen que antes de expirar pronunció estas últimas palabras: “Si dejara que mis pensamientos vagaran, no encontraría ninguno. Lo mejor, después de todo, es la muerte”.