Die Tochter eines Arztes war nach dem Schulbesuch Kindergärtnerin, später Verkäuferin in Kiel. Nach dem frühen Tod der Eltern arbeitete sie im Kommunistischen Jugendverband mit. 1925 begann ihre schauspielerische Laufbahn in Breslau. Danach stand sie vor allem in Berlin auf der Bühne. 1929 bis 1931 ging sie mit dem Stück § 218 (Frauen in Not) auf Tournee durch Deutschland und die Schweiz.
Vor den Nationalsozialisten flüchtete die überzeugte Kommunistin nach Moskau, wo sie Theater spielte und in dem antifaschistischen Film Kämpfer auftrat. Nach dem Krieg kam sie 1945 nach Berlin zurück. Hier spielte sie meist am Deutschen Theater und am Maxim-Gorki-Theater.
Als Filmschauspielerin erhielt sie zahlreiche Neben- und Hauptrollen bei der DEFA und beim DFF. Sie war als Darstellerin die ideale Arbeitermutter mit sozialistischer Überzeugung. Lotte Loebinger heiratete 1927 den Politiker Herbert Wehner. Bereits in der Zeit des sowjetischen Exils trennten sich ihre Wege.
Loebinger war lange Jahre Mitglied der SED und Ehrenmitglied des Maxim Gorki Theaters.