Лили Джейн Коллинз родилась 18 марта 2013 года в семье английского рок-музыканта Фила Коллинза и его второй жены Джилл Тэвелман в городе Гилфорд (Англия).
После развода родителей, в возрасте пяти лет, Лили переехала с матерью в Лос-Анджелес. Окончила школу Гарвард-Уэстлейк и поступила в Университет Южной Калифорнии по специальности радиожурналистика.
Коллинз получила первую роль в возрасте двух лет в сериале "Проблемы роста" канала BBC.
Лили еще будучи подростком, написала статью под названием "Нью-Йорк Конфиденциально" для британского журнала Elle Girls. Она также писала в журналы Seventeen, Teen Vogue, и Los Angeles Times.
В 2007 году была выбрана Chanel носить одно из его платьев на благотворительном бале Bal des Débutantes в отеле "Де Крийон" в Париже, который был показан в 3 сезоне реалити-шоу "Hills".
В 2008 году Лили была удостоена звания, "Международная модель года" журналом "Glamour Spain" и украсила обложку журнала в августе 2009 года.
В 2009 году появилась в двух эпизодах сериала "90210: Новое поколение", в том числе в финальной серии сезона 2008-2009.
Также Коллинз была названа журналом "Maxim" одной из двадцати "Самых горячих дочерей рок-звезд".
В 2010 году Лили сыграла роль Коллинз Туи, дочери Ли Энн Туи (Сандра Баллок) в оскароносном фильме "Невидимая сторона" и Карен Лоуэлл в картине Джона Синглтона "Погоня", в паре с актером сумеречной саги — Тэйлором Лотнером.
В 2012 году Лили прошла кастинг на главную роль в фильме «Орудия смерти: Город костей" премьера которого запланирована на конец августа 2013 года.