Дочь режиссера Жака Дуайона и актрисы Джейн Биркин, сестра актрисы Шарлотты Генсбур.
У Лу Дуайном есть дочь от фактического брака с Томасом-Джоном Митчеллом — Марлоу Джек Тайгер Митчелл (род. в июле 2002).
У Лу Дуайон есть сын от Томаса-Джона Митчелла — Марлоу Джек Тайгер Митчелл (род. в июле 2002).