Engagé volontaire à dix-neuf ans, après avoir obtenu un diplôme universitaire, reçu comme élève à Saint Cyr (13 novembre 1837). Sous-lieutenant au 63e régiment d’infanterie (1er octobre 1839), puis lieutenant (19 février 1843). Obtient en 1844 de passer dans la cavalerie par permutation avec un lieutenant du 6e régiment de Cuirassiers. Capitaine de ce régiment (19 décembre 1848). Prend part en cette qualité à la campagne de l’intérieur, en 1851, puis à la guerre de Crimée. Embarqué à Marseille le 21 mai 1854, pour se rendre au corps expéditionnaire français d’Orient. Suit avec distinction les opérations de cette campagne. Il prend part notamment au siège de Sébastopol, jusqu’à l’assaut et la prise de la citadelle russe, le 8 septembre 1855. Rappelé en France vers la fin de 1856, il reçoit la médaille commémorative britannique de la campagne de Crimée et la médaille de la valeur militaire de Piémont-Sardaigne. Il est promu chef d’escadrons au 9e régiment de Chasseurs à cheval le 20 mai 1858. Versé dans la cavalerie d’élite le 21 décembre 1860, au régiment de Lanciers de la garde impériale. Chevalier de la Légion d’Honneur le 29 décembre 1861. Lieutenant-colonel du 7e régiment de Lanciers le 13 août 1865. Promu colonel commandant le 8e régiment de Dragons le 5 août 1869. Au 1er août 1870, lorsque les hostilités débutent Ludovic de Fonscolombe appartient au 3e Corps de l’Armée du Rhin, commandé par le maréchal Bazaine, comprenant quatre divisions d’infanterie (au sein de la 2e division le colonel Henry de Courcy commandait le 90e d’infanterie) et une de cavalerie légère. Cette dernière était commandée par le général de division de Clérembault comprenait trois brigades, une de chasseurs et deux de dragons. Ludovic de Fonscolombe appartient à la 3e brigade (5e et 8e Dragons), sous les ordres du général de brigade Bégougne de Juiniac. Il charge à la tête de son régiment aux combats sanglants de Forbach, Borny, Gravelotte, St-Privat-la-Montagne et Servigny-lès-Ste-Barbe (6, 14, 16, 18 et 31 août et 1er septembre 1870). Rentré dans Metz après l’insuccès de Servigny, le colonel de Fonscolombe reçoit le commandement d’une brigade de cavalerie légère composée de quatre régiments (les 2e, 4e, 5e, et 8e Dragons), avec mission de défendre le Fort des Bordes. Fait prisonnier de guerre le 28 octobre 1870, à la suite de la reddition de Metz, et interné à Coblentz. Rentré en France au mois d’avril 1871, il conduit le 8e Dragons à l’Armée de Versailles. Placé à la 2e Division du 3e Corps, il prend part aux combats de Choisy-le-Roi et d’Ivry (21 et 25 mai 1871) contre la Commune, et à la prise de Paris sur les insurgés. Il est fait officier de la légion d’Honneur le 24 juin 1871, en récompense de sa belle conduite au siège de Metz. Il conserve le commandement du 8e Dragons (toujours en mars 1875) puis est admis à la retraite en 1876.
Pendant ses dernières années de commandement, il a comme lieutenant-colonel de son régiment Mgr le duc de Chartres (1840 + 1910), avec lequel il se lie d'amitié et qu'il présente à son neveu Fernand.