楼伏连是代郡人，家族世代担任部落首领。楼伏连为人忠实厚道，很有度量。十三岁时，继承父亲的位置，统领部落。
道武帝拓跋珪在位初年，楼伏连跟随道武帝打败贺兰部。又跟随道武帝平定中山，担任中山太守。天兴五年（402年），僧人张翘自称无上王，与丁零人鲜于次保在常山郡的行唐聚积党羽。同年四月，楼伏连率军征讨张翘，并将其斩杀。八月，楼伏连随军到柴壁征讨后秦义阳公姚平，因功赐封爵位为安邑侯。
明元帝拓跋嗣在位时，楼伏连担任晋兵将军、并州刺史。神瑞元年（414年），楼伏连招抚西河胡人曹成等七十多人，袭杀赫连勃勃的吐京护军及其守兵三百多人，并擒获反叛的胡人阿度支等二百多家。明元帝嘉许楼伏连，任命曹成等为将军，赐封爵位为列侯。征召楼伏连入朝担任内都大官。
太武帝拓跋焘继位后，楼伏连进封爵位为广陵公，改任卫尉，升任光禄勋。神麚二年（429年），太武帝征讨柔然，命楼伏连留守京师。太延元年（435年）五月初五日，楼伏连进封爵位为广陵王，仍然担任原来的官职。后历任平南大将军、假节、督黄河以西诸军事、镇西大将军，外出镇守统万。
太平真君十年（449年），楼伏连去世，谥号恭王。
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