Louis William Wain nacque il 5 Agosto del 1860 a Londra, primo di sei figli, l'unico maschio; nessuna delle sue cinque sorelle si sposò mai. All'età di 30 anni la sorella più piccola fu diagnosticata "malata di mente" e ricoverata in un istituto; le altre sorelle vissero con la mamma per tutto il resto della loro vita.Louis nacque con il labbro leporino e per tale motivo fu consigliato ai suoi genitori di non mandarlo a scuola fino a quando non avesse compiuto i dieci anni d'età. Successivamente Wain si iscrisse alla West London School of Art e divenne, per un breve periodo di tempo, insegnante di materie artistiche. All'età di vent'anni, a seguito della morte prematura del padre, dovette prendersi cura sia della madre che delle sue cinque sorelle.
Louis, che nel frattempo aveva intrapreso la carriera artistica, si specializzò nel disegnare animali, scene di campagna ed illustrazioni per libri per bambini; lavorò per diversi giornali dell'epoca ed ottenne un successo personale crescente.

Molto giovane sposò Emily Richardson, governante della sorella, di dieci anni più vecchia di lui (cosa alquanto scandalosa per quei tempi). Emily si ammalò presto di cancro e morì tre anni dopo il matrimmonio. Fu durante questo periodo che Wain scoprì il soggetto che avrebbe dato una svolta alla sua carriera artistica; Emily, infatti, trovava grande conforto nel loro gatto prediletto, Peter, e Wain incominciò a dipingere scene che avevano come protagonista il loro gatto bianco e nero. Tutte le rappresentazioni di gatti di questo primo periodo sono figurative e realistiche.
Il verificarsi di comportamenti francamente aggressivi e violenti motivò nel 1924 il suo ricovero in un ospedale per indigenti, lo Springfield Mental Hospital. Un anno dopo, la notizia del suo stato di malattia e della condizione d'indigenza nella quale versava vennero largamente pubblicizzate dai giornali dell'epoca con il risultato che anche l'allora Primo Ministro inglese si occupò di lui promuovendone il trasferimento in una struttura più decorosa.
Con il passare del tempo Wain divenne sempre più stabilmente psicotico, tuttavia continuò a dipingere. La sua ultima produzione artistica (periodo "caleidoscopico") si caratterizza per i colori brillanti, aggressivi e per la presenza di una miriade di grovigli geometrici l'insieme dei quali lascia trasparire, in una sorta di esplosione di piccoli frammenti e sulla base di un'astrazione sempre più complessa, il suo soggetto caratteristico, i gatti.

Luis Wain trascorse gli ultimi anni della sua vita a Napsbury, nello Hertfordshire e qui morì nel 1939 all'età di 79 anni.

Il quadro psicopatologico che Wain iniziò a manifestare quando era ormai più che cinquantenne, caratterizzato da tematiche deliranti di tipo paranoideo, da fenomeni d'influenzamento del pensiero, bizzarrie comportamentali ed aggressività, fece formulare una diagnosi di Schizofrenia ad esordio tardivo; alcuni avanzarono anche l'ipotesi di un probabile disturbo mentale organico promosso da un'infezione da toxoplasma, quest'ultima forse contratta a seguito del ripetuto contatto con i gatti.

Alla luce delle acquisizioni degli ultimi decenni nel campo delle malattie mentali, và tuttavia presa in considerazione la possibilità che Wain potesse essere affetto da un Disturbo dell'Umore con Sintomi Psicotici. La presenza, infatti, di una sintomatologia francamente psicotica (deliri, allucinazioni) può accompagnarsi non solo e non soltanto ad un quadro Schizofrenico, ma anche a quadri depressivi o maniacali che sono espressione di un Disturbo dell'Umore. E' noto, del resto, che molti personaggi famosi nel campo delle arti (poeti, pittori, scultori, scrittori, musicisti), della politica, uomini di stato o dell'economia sono stati affetti da questa tipologia di disturbo: insomma, disturbi dell'umore, psicosi, creatività, capacità di leadership sono caratteristiche che il più delle volte si ritrovano, variamente frammiste, in un tutt'uno.

Il problema della diagnosi differenziale fra Schizofrenia e Disturbi dell'Umore con Sintomi Psicotici è d'importanza cruciale nella psichiatria clinica: la Schizofrenia, infatti, è una patologia deteriorativa nella quale l'intervento terapeutico può esser volto esclusivamente al contenimento della sintomatologia psicotica e/o dei comportamenti violenti ed aggressivi. Nel caso dei Disturbi dell'Umore con Sintomi Psicotici, seppur gravi e spesso accompagnati da un elevato rischio di suicidio, la prognosi è sicuramente più favorevole mentre gli interventi terapeutici (farmacologici) sono ispirati ad un razionale che è completamente diverso rispetto a quello da seguire nel paziente schizofrenico. I soggetti affetti da Mania o Depressione Psicotiche, se riconosciuti come tali ed adeguatamente trattati, possono andare incontro a remissione completa con ripristino dei livelli di funzionamento precedenti la comparsa dell'episodio stesso di malattia.