Лиа Мишель Сорфати родилась в Бронксе (Нью-Йорк) 29 августа 1986 года.

Её мать — американка итальянского происхождения, а отец имеет еврейские корни. В детстве Леа училась в обычной школе, а так же занималась с преподавателем сценического мастерства. Окончив школу, она поступила в Tisch School of the Arts при унивеститете Нью-Йорка, но затем предпочла обучению выступления на сцене.

В восемь лет Лиа дебютировала в бродвейском мюзикле «Les Misérables» в 1995 году. Затем приняла участие в постановке «Ragtime», вышедшей в 1998 году. В 2004 году записала в свой актив постановку «Fiddler on the Roof», спустя два года - «Spring Awakening».

Однако славу ей принесла роль в телевизионном сериале «Glee», в котором она начала сниматься в роли Рейчел Берри в мае 2009 года.

За участие в этом сериале она была награждена премией «Screen Actors Guild Award» за выдающиеся выступления, а так же премией «Satellite Award» в номинации — лучшая актриса. Она также была номинирована на Emmy Award, Golden Globe Award, и Teen Choice Award.

Её кавер-версия песни группы The All-American Rejects «Gives You Hell» занимала первое место в Ирладских чартах и 40 позицию в чарте «US Billboard 200.».

В журнале Time Magazine она была в списке «Самых влиятельных людей мира 2010 года». FHM назвал её седьмой в списке «Самых сексуальных женщин 2010 года». В мае 2010 сайт AfterEllen.com сделал её шестнадцатой в «Горячей 10-ке 2010». В этом же месяце Victoria’s Secret Sexy List выбрал её как обладательницу «самой сексуальной улыбки».

С январе 2012 года по июль 2013 года Лиа встречалась с Кори Монтейтом. 13 июля Монтейт был найден мертвым в отеле "Pacific Rim Hotel" в Ванкувере.

Лиа Мишель активно занимается благотворительностью, выступает против одежды их меша на стороне защитников живой природы и отстаивает права геев.