Lea a New yorki Bronxban született, Edith Sarfati (ápoló) és Marc Sarfati (csemegeüzlet tulajdonos) lányaként. Lea anyja egy olasz amerikai katolikus nő, míg az apja spanyol-szefárd zsidó származású. Lea Tenafly-ban nőtt fel, New Jersey-ben, ahol a Tenafly Középiskolába járt. Leát felvették a New Yorkbeli Tisch Művészetek Iskolájába, de Lea inkább a színpadon való munkát választotta.

Nyolc évesen Lea Michele elment egy barájával egy musical nyílt meghallgatására. Lea eldöntötte, hogy szeretné magát kipróbálni. A meghallgatás után felajánlottak neki egy szerepet, és két héttel a legelső meghallgatás után már a Broadway színpadán szerepelt. Lea 1995-ben debütált a Broadway-en, amikor is a fiatal Cosette-et játsztotta az eredeti New yorki produkcióban, a Nyomorultakban. Ezt követte egy szerep, Tateh kislányát játszotta az 1998-as Ragtime-ot az eredeti Broadway-es csapattal. 2004-ben Lea játszotta “Shprintze” és “Cháva” szerepét a Hegedűs a háztetőn című Broadway feldolgozásban.

14 évesen megkapta Wendla szerepét a Tavaszébredés Steven Sater és Duncan Sheik-féle musical verziójában, így korán szerepelve egy nem Broadway musicalben, és később végre megkapta a szerepet a Broadway-féle produkcióban is 20 évesen. Ugyanakkor, amikor a darab a Broadway-re került, felajánlották neki Eponine szerepét a Broadway feldolgozású Nyomorultakban. Lea inkább a Tavaszébredést választotta, mert már sokat volt a Nyomorultakban. Jól is döntött, mivel a Tavaszébredés 2006 decemberében debütált. Lea-t jeltölték “Drama Desk Díjra” a musicalben nyújtott teljesítményéért a “Kitűnő színésznő egy musicalben” kategóriában.

2008 május 18-án Lea otthagyta a Tavaszébredést társával, Jonathan Groffal. Lea előadott egy felolvasást Sheik és Sater új musicaljében, a Néróban 2008 júliusában a Vassar College-ban. 2008. augusztus 8-10-ig Lea játszotta Eponine-t a Hollywood Bowl Nyomorultak koncertjén.

Lea bekerült az eredeti Broadway-es előadók közé a Ragtime és a Tavaszébredés lemezein, csakúgy, mint a 2003-as Broadway-es Hegedűs a háztetőn tagjai közé.

Lea jelenleg a Fox csatornán látható Glee című sorozatban szerepel, ahol ő játssza a középiskolás kórus sztárénekesét, Rachel Berryt. Az első epizód 2009. május 19-én lett leadva. A lány nyert egy “Screen Actors Guild Díjat” és jelölték egy Teen Choice Díjra, egy Golden Globe Díjra és egy Emmy Díjra is teljesítményéért. Emellett 2009-ben kapott egy Satellite Díjat is, ezzel kiütve az élmezőnyből számos több évadot megért sorozatsztárt, többek között Edie Falcót, Toni Collette-et és Tina Feyt. A The All-American Rejects számának feldolgozása, a “Gives You Hell” az első helyen landolt az Ír slágerlistákon, az amerikai Billboard 200 listán pedig bekerült a Top 40 közé.

Lea bekerült a 2010-es Time Magazine “A világ 100 Legbefolyásosabb embere” nevű listájába. Az FHM pedig a hetedikként jelölte meg őt a Legszexibb nők listáján, ami az új sztároknak volt a lehető legmagasabb pont abban az évben a listán. 2010 májusában az AfterEllen.com tizenhatodiknak tette a Hot 100 (Szexi százas) listára, mondván, hogy “Lea Michele a szexiség tökéletes vihara”. 2010 májusában Leát beválasztották a Victoria Titkos Szexi listájába a “Legszexisebb mosolyért”.

Lea aktívan részt vesz a meleg és állati jogokért tartott jótékonysági eseményeken. 2010 áprilisában Lea elment egy PETA találkozóra, hogy a bundák miatt tartson beszédet. 2008-ban Michele kisasszony a PETA kampányának volt a tagja, melynek címe “Csökkentsük a kegyetlenséget! Mondj nemet a lóvontatású szállításnak!” volt. A melegek jogának védelmében Lea fellépett az Ember jogok kampány vacsoráján 2009 novemberében. Emellett 2009 novemberében Lea és Jonathan Groff felléptek a True Colors Cabaret-en, egy pénzgyűjtő koncerten, mely a meleg, leszbikus, biszexuális és transzneműség egyenlőséget hirdette. 2008-ban Leea fellépett az “Alive in the World” jótékonysági koncertnek, hogy támogassa az Ikertorony Árvaház Alapítványt. A lány emellett aktív az AIDS elleni szervezeteknél. Lea teljes értékű vegetáriánus, azaz nem eszik meg semmi olyasmit, ami nem csak, hogy hús étel, de állati eredetű származékot tartalmaz. Michele-nek két macskája van, Claude és Sheila, akiket a Hair című musical karakterei után nevezett el.

Bármilyen meglepő is, de Lea-nak kilenc tetoválása van. A bal vállán két hangjegy van (Mama a Bohemian Rhapsody-ból), a bal csuklóján egy arany csillag (az aranycsillag a Rachel Berry metaforája iránti tiszteletből van ott), a bal oldalbordáinál egy kereszt és egy írás található, a bal csípőjén egy madár van, a bal lábán az Imagine szám címe, a combja belső részén egy ismeretlen, a jobb lábán egy pillangó van (a pillangó a Tavaszébredésre utal), a hátának és csípőjének jobb oldala felé egy lepke van, a jobb csuklóján az I Believe szám címe (Tavaszébredés zenéje). Lea Michele legjobb barátja a Tavaszébredésből megismert Jonathan Groff, aki emellett szerepelt a Glee-ben is. Lea egyébként nagyon közeli viszonyban van a Glee kollégáival is. Lea-nak van köze olyan Broadway-es színészekhez, mint Landon Beard és John Lloyd Young. A lány jelenleg a szintén Broadway-es, Theo Stockmannel jár már legalább 2009 ősze óta.

• Nyomorultak – ifjú Cosette (1995-96)
• Ragtime – kislány (1998-99)
• Hegedűs a háztetőn – Shprintze (2004-06)
• Tavaszébredés – Wendla (2006-08)

Felolvasások/Műhelyek:

• Burt Bacharach és Steven Satar társaság (2009 novembere)
• Nero – Octavia (2008 júliusa)
• Sámson és Delilah – Delilah
• King – Anisette
• Üvöltő szelek – Lucy
• Hot and Sweet- Nalene
• Tavaszébredés – Wendla – Roundabout Theatre Company (2000 és 2001 júniusa)

Koncertek:

• Tavaszébredés – Lincoln Center (2005 februárja)
• Alive in the World Jótékonysági Koncert – Phoebe (szerep), (2008 januárja)
• Feinstein’s (2008 februárja és áprilisa)
• Flopz n’ cutz Koncert Landon Bearddel, Joe’s Pub (2008 áprilisa)
• Nyomorultak Koncert Eponine szerepében a Hollywood Bowl-on (2008 augusztusa)
• Upright Cabaret (2008 augusztusa)
• Broadway Chance Style: Up Close & Personal (2008 szeptembere)
• Tavaszébredés Vakációs Jótékonysági Koncert – Joe’s Pub (2008 decembere)
• True Colors Jótékonysági koncert Jonathan Groffal (2009 novembere)
• Glee Live! In Concert! – Rachel Berry (szerep) (2010. májusa)

Egyéb projektek:

• Ragtime – kislány, Torontói Művészetek Központja, Torontó, Kanada (1997)
• The Diary of Anne Frank – Anne Frank, Washington (2006)
• Tavaszébredés – Wendla, Atlantic Theatre Company, Broadway-en kívül (2006 május-augusztus)
• Dove reklám – szóvivő (2010)

Film és televízió:

• Buster and Chanucey’s Silent Night – több karakter (1998)
• Harmadik műszak – Sammi (2000) – 1 epizód
• Around the Block – saját maga (2008) – Pilot epizód
• Glee – Rachel Berry (2009 – jelen)
• Óz Dorothy-ja – Dorothy Gale (2012)

• Ragtime: Original Cast Recording (1998)
• Hegedűs a háztetőn: Revival Cast Recording (2004)
• Tavaszébredés: Original Cast Recording Grammy Award winner – Best Cast Recording (2006)