Geboren wurde sie 1821 als zweite Tochter der Schriftstellerin und Scherenschnittkünstlerin Rosa Maria Varnhagen und des Arztes David Assing in ein liberales, bildungsbürgerliches Elternhaus in Hamburg. Im Salon der Mutter verkehrten progressive Journalisten und Autoren, darunter auch solche der Bewegung des „Jungen Deutschland“ – liberal gestimmte Dichter. Mutter und Töchter schwärmten für die unkonventionelle George Sand, und weibliche Emanzipation war für sie kein zeitgenössisches Schimpfwort, sondern Programm.
Als 1840 erst die Mutter, dann zwei Jahre später auch der Vater starb, beschlossen die finanziell unabhängigen Schwestern, zu ihrem Onkel, dem früheren preußischen Gesandten Karl August Varnhagen von Ense (1785–1858), nach Berlin zu ziehen. Varnhagen verwaltete dort den Nachlass seiner berühmten, 1832 verstorbenen Frau Rahel und betätigte sich als passionierter Sammler zeitgenössischer Autographen und historischer Dokumente. Ludmilla Assing teilte Varnhagens Begeisterung für autobiographische Erinnerungsarbeit.
Da die junge Frau aus ihrer Sympathie für die vormärzliche Demokratiebewegung in Salongesprächen keinen Hehl machte, fühlten sich konservative Kräfte schon früh dazu veranlasst, Assings „blutroth republikanische Gesinnungsäußerungen“ öffentlich zu tadeln. Dabei war bekannt, dass sie Gewalt kategorisch ablehnte. Das Volk müsse, so schrieb sie, andere Mittel finden, um zeigen zu können, „daß es menschlicher und gerechter ist, als die verrätherischen Fürsten, die es in Knechtschaft schlugen“.
Als im Frühjahr 1848 die Revolution in Berlin ausbrach, stufte Assing die Chancen für eine sofortige Durchsetzung der Republik zwar als gering ein, hielt aber eine konstitutionelle Monarchie schon mal für einen guten Anfang. Doch als sich gegen Ende 1848 die reaktionären Kräfte sichtlich erholt hatten, gab sie sich keinen Illusionen hin: „Nur neue Kämpfe werden uns helfen können. Aber wie sich wehren gegen die Macht der Bayonette?“
Mit Varnhagen, der sie zwei Jahre vor seinem Tod als Alleinerbin und Nachlassverwalterin seiner monumentalen literarischen Sammlungen eingesetzt hatte, war Assing sich einig: Die Erinnerung an diese Erhebung sollte lebendig bleiben, denn eines Tages müsse „die ganze Schlechtigkeit und Verderbnis der Absolutisten an das Tageslicht treten“.
1860 veröffentlichte sie Briefe Alexander von Humboldts an Varnhagen und ließ im selben Band auch Auszüge aus Aufzeichnungen ihres Onkels aus dem Jahr 1848 abdrucken. Das Buch wurde zum Skandal, erlebte aber in acht Wochen fünf Auflagen.
