Лионелла Ивановна Пырьева (в девичестве - Скирда) появилась на свет 15 марта 1938 года в Одессе. Необычное имя актриса получила благодаря тому, что ее папа, много путешествующий по миру, однажды увидел в одном итальянском городке потрясающей красоты девочку по имени Лионелла, тогда же он решил, что именно так будут звать его дочь. Училась будущая актриса в женской гимназии, устав которой отличался суровой дисциплиной и строгими порядками. По словам артистки, она еще в детстве заболела «страстью к сцене» - Лионелла посещала драмкружок, где с удовольствием примеряла на себя образы всех классических героинь, также в здании, где проживала их семья, располагался местный театр, в котором часто давали выступления столичные актеры, приезжавшие в Одессу с гастролями.
Получив аттестат о среднем образовании, девушка переехала в Москву и начала учебу в Институте театрального искусства им. А. В. Луначарского (ныне - ГИТИС). После окончания вуза Лионеллу приняли в состав труппы театра им. К. С. Станиславского, на сцене которого она выступала в течение трех лет. В 1964 году актриса перешла в Театр-студию киноактера.
Дебют Пырьевой в кино состоялся в 1961 году с выходом музыкальной комедии Леонида Трауберга «Вольный ветер», в которой она предстала в главной роли Стеллы. Затем актриса сыграла в остросюжетном фильме Александра Серого и Анатолия Бобровского о работе шпионов «Выстрел в тумане».
В 1965 году именитый режиссер Иван Пырьев (впоследствии ставший мужем актрисы) пригласил Лионеллу на главную роль в свою лирическую драму «Свет далекой звезды», снятую по одноименному произведению Александра Чаковского. Оценив дарование юной артистки, Пырьев доверил Лионелле роль Грушеньки в экранизации «Братьев Карамазовых». Талантливому режиссеру не удалось завершить свой масштабный проект: в процессе создания картины он скончался. Режиссерами третьей серии стали Кирилл Лавров и Михаил Ульянов (сыгравшие в фильме Ивана и Митю Карамазовых).
После ухода из жизни Ивана Пырьева актриса вышла замуж за известного российского артиста театра и кино Олега Стриженова.
Также Лионелла Пырьева сыграла в таких популярных советских фильмах, как «Хозяин тайги» Владимира Назарова, «Человек без паспорта» Анатолия Бобровского, «Опасные гастроли» Георгия Юнгвальда-Хилькевича, «Последняя жертва» Петра Тодоровского, «Господин Великий Новгород» Алексея Салтыкова, «Мой любимый клоун» Юрия Кушнерева, «Оглашению не подлежит» Хасана Бакаева.
