Née et a grandi dans le Queens, élevée par ses parents immigrés chinois originaires de Taïwan. En tant que sino-américaine, Lucy Liu a toujours montré beaucoup d'intérêt pour l'héritage culturel de sa famille, et parle couramment le mandarin. À l'université du Michigan, elle étudie les cultures et langues orientales et obtient un diplôme. Parallèlement à ses études, elle développe ses aptitudes artistiques en danse, chant et théâtre, et elle obtient le rôle principal d'une pièce produite par son université : Alice au pays des merveilles. Cette expérience l'oriente vers la comédie. Ainsi, dès la fin de son cursus elle s'installe à Los Angeles et prépare des auditions.
Carrière :
Elle a décrochée son premier rôle en 1996 dans le film Jerry Maguire, dans lequel elle joue le rôle d'une ex-petite amie du personnage joué par Tom Cruise. Elle multiplie les apparitions dans plusieurs séries (Urgences, Beverly Hills 90210, Nash Bridges), mais c'est en 1997 avec le personnage de Ling Woo dans la série télévisée Ally McBeal que sa carrière sera vraiment lancée.
En 1998, elle est une tueuse dans Payback avec Mel Gibson, puis en 1999 et 2003, elle est une des « drôles de dames » dans Charlie et ses drôles de dames et de nouveau une tueuse, O-Ren Ishii, dans Kill Bill de Quentin Tarantino.
En 2007, elle apparait dans les seizième et dix-septième épisodes de la première saison de la série Ugly Betty, où elle endosse le rôle de l'avocate Grace Chin. Celle-ci a été engagée par Daniel pour défendre son père. Elle accepte l'affaire, mais bien déterminée à se venger de Daniel qui lui avait brisé le coeur à l'université lorsqu'elle avait un physique plus ingrat.
Après l'annulation de sa série Cashmere Mafia sur ABC, elle tient le nouveau rôle dans la saison 2 de Dirty Sexy Money, Nola Lyons. Mais la série est annulée à la fin 2008.
En 2010, elle est à l'affiche de East Fifth Bliss aux côtés de Michael C. Hall (interprète principal de la série Dexter) et de Brie Larson
