Natural do Funchal, Lourdes Castro foi aluna do Colégio Alemão antes de partir para Lisboa onde frequentou o curso de pintura da Escola Superior de Belas Artes.
Casada com René Bertholo, partiu para Munique em 1957. No ano seguinte, já em Paris, o casal fundou — com outros artistas, entre eles Christo, Escada e João Vieira — o grupo KWY. Além de exposições, o grupo produziu até 1963 doze números da revista homónima. Depois de 25 anos a viver em Paris, regressou ao Funchal.
Várias vezes premiada e condecorada, Lourdes Castro está representada em museus britânicos e europeus, mas também na Gulbenkian, em Serralves e no Museu de Arte Moderna de Havana.
A partir da segunda metade dos anos 1960 desenvolveu o carácter performativo do seu Teatro de Sombras. Em 2016, a Culturgest mostrou os 36 cadernos a que chamou Álbum de Família. Casou em segundas núpcias com Manuel Zimbro, com quem expôs (2019), na Fundação Carmona e Costa, um núcleo de obras centradas no quotidiano de ambos na Quinta do Monte.
Lourdes Castro tinha 91 anos e as causas da morte não foram tornadas públicas.