Людмила Зыкина родилась 10 июня 1929 года в Москве в семье рабочих. До 1942 года училась в школе рабочей молодежи. Во время Великой Отечественной войны работала на Московском станкостроительном заводе ученицей токаря, санитаркой военном госпитале, швеей в больнице им. Кащенко.
В 1947 году после успешного выступления во Всероссийском конкурсе молодых исполнителей была принята в Государственный русский народный хор им. М. Пятницкого. Затем стала артисткой хора русской песни Всесоюзного радио, а в 1960 году — Москонцерта.
Уже будучи известной певицей, окончила сначала Музыкальное училище им. М. Ипполитова-Иванова, Государственный музыкальный педагогический институт им. Гнесиных.
В репертуаре Людмилы Зыкиной было более 2 тысяч русских народных песен, романсов, произведений современных композиторов.
Одновременно с концертной деятельностью преподавала в Московском Государственном институте культуры.
В 1977 году Людмила Зыкина создала и стала художественным руководителем Государственного академического русского народного ансамбля "Россия".
Исполнительская деятельность Зыкиной широко известна не только в России, но и во всем мире.
Людмила Зыкина была награждена орденами: орденом "За заслуги перед Отечеством" III и II степени, орденом Святого апостола Андрея Первозванного.
Народная артистка СССР Людмила Зыкина скончалась 1 июля 2009 года.