Lily Chloe Ninette Thomson nació el 5 de abril de 1989 en Esher, Surrey.
Su mamá, Ninette Mantle), es actriz, y su padre, Jamie Thomson, actor y músico.
Estudió actuación en la Guildhall School of Music and Drama de Londres, de donde se graduó en 2010.
Su primer papel importante fue como Lady Rose en Downton Abbey (2013).
En 2015 cobró fama mundial gracias a la versión viva de Cenicienta.
El año pasado compartió créditos con Eiza González en Baby Driver. El Aprendiz del Crimen, donde interpretó a una mesera.