Родилась в городе Олевск, Житомирская область, Украинская ССР, СССР, в семье пограничника. Заслуженная артистка РСФСР (1.03.1973). Жила в Ашхабаде маленькая, тихая, невзрачная девочка по прозвищу "коротышка". Страстно любила театр. Мечтала стать актрисой. Хотела записаться в школьный драмкружок, но застенчивость мешала. Но тихая девочка оказалась упорной. И однажды убежала из дома. В одном платье. Без денег. Подружка на дорогу хлеба дала. Приехала в Минский театральный институт. А там уже занятия начались. Однако домой Люсьена не вернулась. Поступила на работу продавцом-ученицей в парфюмерный магазин. Ящики таскала. Товар раскладывала. Но не унывала, потому что знала: все равно будет актрисой! Окончила Государственный институт театрального искусства имени А.В. Луначарского (1955, курс народного артиста РСФСР Григория Конского). На экране Овчинникова впервые появилась в фильме "Отчий дом" в небольшой роли Нюрки. Режиссера "Отчего дома" Льва Кулиджанова часто спрашивали: "И где вы раздобыли эту деревенскую девчонку, что Нюрку играет? Удивительно естественна". Мало кто знал тогда, что в этой роли снялась актриса, которая впервые в жизни побывала в деревне только во время натурных съёмок "Отчего дома". И любая героиня Люсьены Овчинниковой - на сцене или на экране - так же подлинна, так же правдива. В чем же секрет актрисы? Думается, - в её редкой способности упорно искать и находить в самом неприметном, на первый взгляд, человеке что-то интересное, яркое, самое характерное, главное. Эти поиски начались, когда она ещё училась в ГИТИСе и переиграла множество комедийных ролей. Ни у кого не было сомнений: стихия Овчинниковой - комедия. А она вдруг поразила всех, выбрав для дипломного спектакля роль арбузовской Тани с её трагедией несостоявшегося счастья и силой души, не сломленной житейскими бурями. Эта роль распахнула перед молодой актрисой двери Театра имени Маяковского. В 1955-1976 - актриса Московского академического театра имени В. Маяковского. В 1976-1983 - актриса Литературно-драматического театра ВТО. Один сезон (1985-1986) выступала на сцене Ашхабадского русского драматического театра имени А.С. Пушкина. В 1980-1990-е годы - актриса Московского театра киноактёра, работала по договорам. Последние годы работала в программе "Товарищ кино", снималась в кино, в «Ералаше» и «Фитиле», озвучивала мультфильмы. Люсьена Овчинникова ушла из жизни утром 8 января 1999 года в Москве. Похоронена в колумбарии Введенского кладбища Москвы. Третий муж - актёр Валентин Козлов, умер в 1998 году. Жизни и творчеству актрисы посвящены: глава 55 цикла передач Леонида Филатова "Чтобы помнили"; документальный фильм "Люсьена Овчинникова. Жизнь в ожидании любви" ("Останкино", 2008).