Уроженка Воронежской области окончила Ленинградский государственный университет, из которого выпустилась в 1967 году с отличием, став химиком. С 1975 — доцент ТГУ.
В 1981 году по совместительству стала старшим научным сотрудником лаборатории топлив Института химии нефти СО АН, в 1997 году возглавив Институт и пребывая на этой должности до 2017 года.
Любовь Алтунина курировала новые методы увеличения нефтеотдачи пластов, приняв участие в создании запатентованных в РФ и за рубежом одиннадцати технологий, которые используются на месторождениях России, Германии, Китая, Вьетнама и Омана.