Lily est née sous les feux des projecteurs de part ses célèbres parents, le musicien Phil Collins et la femme d'affaire Jill Tavelman. Elle a trois demi-frère  avec qui les relations son cordiale. Elle passent les cinq premières années de sa vie en Angleterre jusqu'à ce que des Tabloid annonce les aventures de son père avec une autre femme que sa génitrice. Cet évènement l'a beaucoup choqué. Peu après le divorce est demandée et la demoiselle quitte l'Europe pour s'installer à Los Angeles. Elle suit jusqu'à sa majorité une scolarité et une vie relativement normal, malgré la célébrité de son père et le fait que sa mère côtoie elle aussi quelques célébrités. Elle suit des études de journalisme et obtient avec brio son diplôme.

 
 
 Elle commence sa carrière a deux ans en participant a une série télévisée anglaise. Durant son adolescence elle écrit divers articles pour les magazines, Elle Girls, Seventeen, Teen Vogue, Los Angeles time. A sa majorité elle se tourne vers les tapis rouge et les photographes en devenant mannequin.

Elle foule le milieu cinématographie en 2009 en jouant dans quelques épisodes de la série 90210 puis son premier film The Blind Side qui est très bien accueillis par le publique et les critiques. Elle obtiens son premier rôle en 2011 dans le film Identités secrètes qui connais un succès mitigée et rapidement oubliée. L'année suivante c'est la révélation au grand publique grâce a son rôle de blanche neige puis de the mortal instruments. Elle passe relativement inaperçu pour le grand publique dans les années suivantes, bien qu'elle continue de jouer dans diverses productions autant au cinémas, en  télévision et au théâtre.

En 2017 elle connait un réel succès avec les œuvres suivantes : Tolkien, okja, To the bones

La même année elle reprend la plume pour sortir un livre très intimiste et personnel intitulé Unfiltered: No Shame, No Regrets, Just Me,

Par la suite elle joue dans divers projets qui n'ont pas une grande porté médiatique jusqu'en 2020 ou elle joue pour netflix dans la serie Emily in Paris; cette même série dans laquelle elle deviendra aussi productrice pour les saisons suivantes.

 
 
Lily a été profondément traumatisé par le divorce de ses parents et les différentes rumeurs dans les tabloïdes. Cela a eu un incident sur sa vie amoureuse qui a toujours été instable. Amour toxique, amour avec une grande différence d'âge, amour adultère ou impossible. Elle a toujours été volage et ne s'est jamais attarder sur ses relations. Seul trois hommes ont compté dans sa vie et aucune de ces relations ne s'est bien terminer. La première et celle toxique avec l'acteur/chanteur Jaimie Campbell Bower qui commença en 2012 et connus de nombreuses pause jusqu'à sa fin définitive en 2018. La seconde une relation adultère avec Sam Claflin en 2016. Enfin en 2020 la relation valorisante avec Henry Cavill. Elle est aujourd'hui célibataire et fait un travail sur elle-même pour être apte un jour a avoir une relation saine.

 
  Qu'est-ce qui vous a amené à poser vos valises dans cette petite ville de la cote Ouest des USA ?
  Elle s'est installée à Astoria une première fois entre 2018 et 2021 avant de déménager. Elle vient tout juste de se réinstaller en ville, pour prendre un nouveau départ et faire face à ses vieux démons et la réalité.

 
 Lily a souffert pendant près de dix ans d'anorexie mentale accompagner d'une dysmorphophobie. Elle en est aujourd'hui guéris bien qu'il lui arrive d'avoir des périodes de troubles alimentaires. A l'origine elle possédait quatre tatouages, il n'en sont plus que trois aujourd'hui car l'un est partiellement effacer; il se situe dans son dos, haut de ses côtes gauche, son pied droit ainsi que son poignet gauche. Elle est très engager dans l'information et l'aide au trouble alimentaire, la protection de la nature et des animaux ainsi que l'aide humanitaire.

Elle est une jeune maman depuis le 13 novembre 2021, une fille nommer Sara qui est la prunelle de ses yeux.