Была рождена 7 сентября 1978 в Ленинграде. С самого раннего детства она увлекалась танцами, участвовала в конкурсах и концертах. А когда Любовь училась в начальных классах, её пригласили учиться балету в училище имени Вагановой, но она решила не посвящать себя профессиональному балету. Кроме того Тихомирова уделяла немало внимания художественной гимнастике, добившись значительных успехов в этом виде спорта. Однако в какой-то момент девушка решила пойти по актёрской стезе и стала посещать театральную студию Дома пионеров. Постепенно она всё чаще выходила на сцену, а в 1991 году стала студенткой актёрской школы «Кадр» при «Ленфильме». Не забрасывала Любовь и занятия танцами. А когда в 1993 году в Санкт-Петербурге открыл свои двери Лицей Драматического Искусства, Тихомирова приложив все усилия, прошла отбор и стала там постигать тонкости актёрской профессии. При этом на следующий год Любовь выиграла звание чемпионкой города Санкт-Петербурга среди юниоров по спортивной аэробике.
После окончания Лицея и средней школы Тихомирову ждали первые неожиданные поражения. Так она не смогла поступить в ЛГИТМиК и несколько столичных театральных ВУЗов. Следующий год она посвятила подготовке к экзаменам и играла в Театре Пластической Драмы. А уже в 1996-м она благополучно стала студенткой Высшего театрального училища им. Б.В. Щукина. В первые же годы учёбы она стала играть на сцене театра им. Вахтангова, где отметилась в целом ряде постановок. После окончания Щукинского училища в 2000 году Тихомирову сам Константин Райкин пригласил в театр «Сатирикон», где она блистала в течение многих лет. Уже спустя два года Любовь сыграла и свою первую роль в кино в сериале «Медики». Тут же последовало участие и в таких сериалах как «Светские хроники», «Жених для Барби», «Любовные авантюры» и «Сестры», после которого к актрисе пришла первая популярность. Её актёрская карьера стала стремительно развиваться, и в последующие годы она снялась в целом ряде фильмов и сериалов, среди которых «Аэропорт», «Любовь моя», «Херувим», «Провинциальные страсти» и «Карамболь». Очередная волна популярности пришла в 2008 году благодаря сериалу «Колдовская любовь». В последующие годы она снялась в таких сериалах как «Девять признаков измены», «Воронины», «Мужчина во мне», «Условия контракта» и «Молодожены». А в настоящее время актриса задействована в съёмках сериала «Обратная сторона Луны». Кроме того Тихомирова успевает работать на телевидении ведущей различных телепередач.
