Fill de Ramon Simarro Oltra, va nàixer a Roma el 1851 durant un dels viatges de son pare, al qual havien encarregat els retrats dels papes Calixt III i Alexandre VI. La mort del pintor als 33 anys, de tisi, no la va poder superar la seua esposa, que es va suïcidar quan Simarro tenia només tres anys. Estudià Medicina el 1874 i es va doctorar l’any 1875. Positivista actiu, es va entestar a separar la psicologia de les seues adherències religioses, mitològiques o simplement supersticioses, anà a París el 1880, on es va quedar durant cinc anys.
Coneix un jove Cajal i l’inicia en les preparacions amb impregnacions argèntiques al mateix temps que li mostra el mètode Golgi. D’aquestes relacions naix l’escola histològica espanyola. En Recuerdos de mi vida, Cajal reconeix el seu deute intel•lectual amb Simarro i l’impuls positivista que va donar a les seues investigacions. Però Simarro no es tenia per un històleg, sinó per psicòleg clínic. No sols va ser el primer conreador competent d’aquesta disciplina a Espanya, sinó que va ocupar la primera càtedra en el món en la disciplina. Va impartir lliçons a la Institución Libre de Enseñanza, a l’Ateneu de Madrid i a l’Escola de Criminologia i, posteriorment, a la Universitat de Madrid. Com ha escrit Yela, «la obra docente, innovadora y divulgadora de Simarro fue sobresaliente y decisiva. Su personalidad desmesurada, idealista, generosa, radical y quijotesca le impulsó a iniciar y tocar muchas cuestiones».
Va ser també un activista polític, un regeneracionista entusiasta i un maçó d’alt rang amb tal capacitat de convocatòria que en defensa d’Unamuno, condemnat a 16 anys de presó per criticar el rei, va aconseguir l’adhesió de la flor i nata de la intelligentsia espanyola. Va ser capaç, així mateix, de mobilitzar més de set-cents representants del pensament hispà en un manifest de suport a la causa aliada en la Primera Guerra Mundial. Va promoure amb Unamuno, Marañón, Menéndez Pidal, Azaña i Pérez de Ayala la constitució de la Unión Democrática Española para la Liga de la Sociedad de Naciones. Rigorós, polifacètic i versàtil, va publicar poc; però va exercir una influència considerable des de la seua càtedra i des del seu laboratori. També des de la biblioteca de sa casa, que va ser lloc de reunió d’intel•lectuals, artistes i polítics.
Va morir el 19 de juny de 1921 en un context social de greus convulsions. Soterrat modestament al cementeri civil de Madrid, el periòdic La Libertad publicà un obituari amb aquestes paraules: «Don Luis Simarro tenía madera de santo y de sabio. Por eso vivió para el bien y la verdad. Murió como un justo». Laín Entralgo el va descriure com a «incitador para que los españoles despierten y empiecen a hacer algo dentro de la ciencia».

PUYOL ANTOLÍN, Rafael: "Presentacions". En: Luis Simarro i la psicologia científica a Espanya / editor, Helio Carpintero. - València : Universitat de València, 2003. - P. 11-12