Lily Chloe Ninette Thomson znana jako Lily James przyszła na świat w angielskim mieście Esher w hrabstwie Surrey. Pseudonim artystyczne przyjęła w hołdzie dla zmarłego w 2008 roku ojca, Jamesa "Jimmy'ego" Thomsona. W 2010 roku, została absolwentką Londyńskiego "Guildhall School of Music and Drama". Debiutowała na ekranie w familijnym serialu "Cały William" Udało jej się również wcielić w postać Korriny w widowisku "Gniew tytanów". Najmocniejszy zawodowy sukces odniosła wygrywając casting na tytułową bohaterkę w reżyserowanej przez Kennetha Branagha ekranizacji "Kopciuszka". James spotkała się na planie z Cate Blanchett, która wcieliła się w postać złej macochy i Heleną Bonham Carter. Aktorka na potrzeby filmu nagrała piosenkę "A Dream is a Whish your Heart Makes". Kolejnym głośnym tytułem w karierze aktorki jest występ w dramacie "Czas mroku" w którym zagrała sekretarkę legendarnego premiera, Winstona Churchilla, granego przez przyszłego zdobywcę Oscara, Garego Oldmana. Zmierzyła się również z postacią Natashy Rostovej w kolejnej ekranizacji powieści Lwa Tołstoja "Wojna i pokój". Kreacja rosyjskiej arystokratki przyniosła jej nominacje do nagrody ,,Satelity" dla najlepszej aktorki telewizyjnej.