Любовь Алтунина родилась 27 ноября 1944 года в семье сельского учителя Константина Ивановича Алтунина (1915—2008) и врача-отоларинголога Нины Ивановны Алтуниной (в девичестве Мосиной, 1920—2002). Любовь пошла в школу в городе Валуйки, но уже после окончания первого класса семья переехала в город Советская Гавань: здесь в 1962 году Любовь Алтунина окончила среднюю школу № 45 с золотой медалью. Являлась студенткой химического факультета Ленинградского государственного университета (ЛГУ), из которого выпустилась в 1967 году с отличием, став «химиком» .
С ноября 1967 по май 1971 года Любовь Алтунина являлась аспиранткой ЛГУ: одновременно, в период с октября 1970 по июль 1971 года, она была младшим научным сотрудником научно-исследовательского химического института университета.
В июле 1971 года она стала преподавателем, а с декабря следующего года — старшим преподавателем; с сентября 1974 по июль 1975 она исполняла обязанности заведующей кафедрой, став затем доцентом.
С октября 1979 года занимала позицию старшего преподавателя на кафедре химии Ульяновского высшего военно-технического училища.
В июне 1981 года Алтунина стала старшим научным сотрудником лаборатории топлив Института химии нефти СО АН СССР, где с ноября также заняло пост заведующей научно-исследовательской группой; с июня 1983 работала заведующей лабораторией повышенной нефтеотдачи пластов, а с января следующего года заведовала лабораторией коллоидной химии нефти Института химии нефти.
В ноябре 1984 года стала заместителем директора по научной работе, а в мае 1997 — директором института.1 сентября 1997 года стала Любовь Алтунина заведующая (по совместительству) кафедрой высокомолекулярных соединений химического факультета Томского государственного университета. 17 октября 2001 года ей было присвоено ученое звание профессора; читает специальный курс «Физико-химические основы методов увеличения нефтеотдачи пластов» .