A nova-iorquina Lena Dunham é filha de uma pintora, Carroll Dunham e Laurie Simmons, uma designer e fotógrafa. Dunham foi educado no Oberlin College, Ohio, graduando-se com um diploma de redação criativa. Foi enquanto em Oberlin que ela começou a escrever curtas e longas-metragens. Em 2009, Dunham criou a série da web Delusional Downtown Divas (2009), que ganhou um culto de seguidores.
Também em 2009, Dunham lançou Creative Nonfiction (2009), seu primeiro longa-metragem. Ela passou a escrever, dirigir e estrelar Tiny Furniture (2010), que marcou duas indicações ao Independent Spirit Award. Em 2012, Dunham chamou a atenção de uma audiência mais ampla com a série da HBO Girls (2012), criada e estrelada por Dunham e produzida por Judd Apatow.