Люси Лью родилась 2 декабря 1968 года в Нью-Йорке, в районе Куинс. Родители Люси иммигрировали из Тайваня, мать, Сесилия, родом из Пекина, буддистка, по профессии биохимик, а отец, Том, родом из Шанхая, по профессии инженер-строитель. У Люси есть брат Алекс. В её семье говорили дома на мандаринском китайском и до пяти лет Люси не знала английского. Посещала музыкальную школу, где обучалась игре на аккордеоне.
В 1986 году Люси окончила престижную школу «Stuyvesant» и поступила в Нью-Йоркский университет, но через год перевелась в Мичиганский университет, где стала изучать азиатские языки и культуру.
В 2000 году стала лицом фирмы Revlon.
Первое появление Люси Лью на большом экране состоялось в 1996 году, затем последовало несколько эпизодических ролей, а в 1997 году Люси была приглашена в телесериал «Элли Макбил».
В мультфильме «Футурама» Люси Лью появляется в серии «I Dated a Robot» (Сезон 3, Серия 15) в качестве загрузочного материала для роботов, который позволяет переносить характер и внешность на роботов.