Родилась 18 марта 1989 года в английском графстве Суррей. Ее отец – популярный британский музыкант Фил Коллинз, бывший участник рок-группы Genesis, который также неоднократно снимался в кино. Фил Коллинз – лауреат премии «Оскар» в категории «Лучшая песня к фильму» (лента «Тарзан»). Также актрисой является сводная сестра Лили, кроме которой у нее еще есть три сводных брата. Уже в возрасте двух лет юная Коллинз дебютировала на экране, сыграв в одном из эпизодов сериала телеканала BBC «Проблемы роста». Когда Лили исполнилось пять лет, родители развелись, и девочка вместе с матерью переехала жить в США. Так что большая часть детства будущей актрисы прошло в Лос-Анджелесе, где она стала посещать Юношескую академию драматического мастерства. Кроме того, в подростковом возрасте Коллинз в качестве фрилансера писала статьи в такие журналы, как Elle Girl, Seventeen и Teen Vogue. После окончания Гарвардской школы она поступила на факультет журналистики и телевидения в Университет южной Калифорнии.
Постепенно стала развиваться модельная карьера Коллинз. Так, в 2007 году французский дом моды Chanel отобрал ее для показа своей коллекции на благотворительном вечере в Париже. Затем она появилась на обложке испанского журнала Glamour и выиграла премию «Young Hollywood».В тот же период она выступила в телевизионном шоу канала Nickelodeon, посвященном предвыборной президентской гонке. Но всерьез актерская карьера для нее началась в 2008 году с роли в сериале «Беверли-Хиллз 90210: Новое поколение». После этого ей досталась заметная роль в популярной картине «Невидимая сторона» с Сандрой Баллок в главной роли.
С этого момента на Коллинз обратили внимание, и вскоре она сыграла на одной съемочной площадке с Полом Беттани в фантастическом триллере «Пастырь». Следом с ее участием свет увидела картина «Погоня», на съемках которой Лили познакомилась с актером Тэйлором Лотнером, ставшим популярным благодаря серии фильмов «Сумерки». Во время совместной работы они сдружились и начали отношения. Наиболее звездной работой Коллинз стала одна из ключевых ролей в очередной экранизации легендарной сказки под названием «Белоснежка: Месть гномов». В 2012 году Лили снялась в таких лентах, как «Писатели» и «Учитель английского», которые прошли практически незамеченными. А в скором времени ожидается выход на экраны картины, снятой по книге Кассандры Клэр «Орудия смерти: Город костей», где актриса сыграет одну из основных ролей.
