Lily Jane Collins nasceu em Guildford, Surrey, Inglaterra. Seu pai é o músico inglês Phil Collins, enquanto sua mãe, Jill Tavelman, que é de Los Angeles, Califórnia, foi presidente do Beverly Hills Women's Club por três períodos. Lily se mudou com a mãe para LA aos cinco anos de idade, depois que seus pais se separaram. Ela é judia russa (de seu avô materno), inglesa e alemã.
Seu primeiro papel na tela foi aos dois anos de idade na série da BBC Growing Pains, em 1992. Collins se apresentou na Youth Academy for Dramatic Arts quando criança, mas seu principal interesse era o jornalismo. Ela se formou na Harvard-Westlake School e frequentou a USC, onde se formou em jornalismo de radiodifusão. Ela começou a escrever uma coluna ("NY Confidential") para a revista britânica Elle Girl na adolescência, além de contribuir para as revistas Seventeen, Teen Vogue e Los Angeles Times.
Depois de algumas aparições na televisão como apresentadora / repórter (por exemplo, cobrindo a campanha presidencial dos EUA em 2008 como apresentadora do programa Nickelodeon, Kids Pick the President (2000)), ela fez algumas aparições em 90210 (2008) em 2009 Ela co-estrelou como a filha de Tim McGraw e os personagens de Sandra Bullock na bilheteria massiva hit The Blind Side (2009). Mais papéis dramáticos se seguiram, e ela veio para a atenção mundial quando interpretou o papel principal em Mirror Mirror (2012), seguindo-a encabeçando The Mortal Instruments: Cidade dos Ossos (2013) e Love, Rosie (2014).
