Elle a sept ans, quand la famille s’installe à New-York où sa mère Margaret comédienne, peut continuer à travailler à la radio.

Après ses études au Barnard College of Columbia University, Lee étudie le ballet pendant dix ans et devient également un modèle enfant. Elle apparaît à Broadway à l'âge de 16 ans dans des comédies musicales comme « Oklahoma » et « Show boat » d’Oscar Hammerstein et Jerome Kern.

En 1953, elle fait ses premiers pas à la télévision dans quelques dramatiques avant qu’Elia Kazan remarque cette beauté aux cheveux de miel qui allie sensualité et douceur et la fait débuter au grand écran dans le rôle d'une pom-pom girl sexy et délurée de dix-sept ans qui séduit la star de la télévision Andy Griffith dans son drame puissant, «Un homme dans la foule » (1957).

Elle enchaîne avec le rôle de Clara la fille d’Orson Welles la seule fille à s’opposer à son père qui règne en patriarche despote sur sa propre famille dans « Les feux de l’été » (1958) de Martin Ritt avec Paul Newman et Joanne Woodward. La même année avec « Duel dans la boue » de Richard Fleischer elle est Callie une prostituée de saloon, qui tombe amoureuse d’un jeune cow-boy arriviste (Don Murray).

Otto Preminger lui offre le rôle principal féminin dans « Autopsie d'un meurtre » (1959), elle est la victime d'un viol dont son mari James Stewart est jugé pour avoir tué son agresseur ; puis une fille de bonne famille qui vit des aventures tragiques dans le milieu peu recommandable où elle se fait violé par Yves Montand un contrebandier bien qu’elle est en état de choc elle est séduite et se soumet volontiers à plus de débats amoureux et accepte de vivre avec lui dans une maison de prostitution dans « Sanctuaire » (1960) de Tony Richardson avec Bradford Dillman.

Steve McQueen avec Lee Remick - Dans le film de 1965 : Le sillage de la violence.

Elle côtoie Glenn Ford en inspecteur de police dans le thriller « Allô brigade spéciale » (1961) de Blake Edwards, elle incarne une caissière de banque qu'un déséquilibré (Ross Martin) menace sa vie, et celle de sa sœur Stefanie Powers tant qu'elle n'aura pas détourné une forte somme d'argent à son profit. Elle est alors au zénith de sa carrière lorsqu'elle reçoit le Laurel d’Or de la meilleure interprétation dramatique féminine et le Prix de la meilleure actrice au festival international du film de San Sebastián en Espagne pour son interprétation de la charmante femme de Jack Lemmon, buveur endurci, qui se met à boire pour tenir compagnie à son mari dans « Le jour du vin et des roses » (1963) de Blake Edwards.

Son élégance sophistiquée la rendait bien adaptée pour la comédie musicale, elle a joué à Broadway dans «Anyone Can Whistle» (1964) de Stephen Sondheim. Elle a reçu une nomination aux Tony pour son rôle le plus célèbre à Broadway, en tant que femme aveugle menacée par trois criminels dans le thriller de 1966 de Frederick Knott «Wait Until Dark».

Devenu une vedette très demandée, elle poursuit sa carrière auprès d’acteurs et de cinéastes confirmés, on la voit aux cotés de Burt Lancaster dans un western « Sur la piste de la grande caravane » (1964) de John Sturges ; l'épouse de Steve McQueen libéré sur parole d'un pénitencier dans « Le sillage de la violence » (1964) de Robert Mulligan; l'épouse nymphomane de Frank Sinatra dans « Le détective » (1968) de Gordon Douglas ; la petite amie qui aide James Coburn un tueur froid à jeter les armes dans « Cet homme est prêt à tout » (1969) de S. Lee Pogosti. Elle partage la vedette avec Gregory Peck dans un film d'horreur « La malédiction » (1976) de Jack Gold dans lequel son fils adoptif (Harvey Stephens) se révèle être l' Anti-Christ ; une psychiatre aux cotés de Lino Ventura et Richard Burton dans « La grande menace » (1977) de Jack Gold ; l’agent secret face à l'espion soviétique incarné par Charles Bronson dans « Un espion de trop » (1977) de Don Siegel.

Lee Remick fut une excellente actrice pouvant jouer dans tout les registre cinématographique, en 1990 elle à été honorée du Crystal Award, un prix qui honore les femmes exceptionnelles grâce à leur excellent travail, dans l'industrie du divertissement, elle a aussi son étoile sur le Hollywood Walk of Fame au 6104 Hollywood Boulevard. Mariée en août 1957 avec le réalisateur Bill Colleran, divorcée en novembre 1968 après la naissance de deux enfants. En 1970, elle convole en deuxième noces avec le producteur William Rory Gowans ils restèrent unis jusqu'au décès de l'actrice en 1991.

En 1989 Lee Remick a été diagnostiquée avec des tumeurs sur les reins et les poumons. Elle a eu une rémission en 1990 avant que le cancer la rattrape. Après un long combat dans la douleur contre un double cancer du foie et des reins elle tire sa révérence à l'âge de 56 ans le 2 juillet 1991. Elle fut incinéré au Westwood Memorial Park, et ses cendres ont été remis à sa famille et amis.

Montgomery Clift avec Lee Remick - Dans le film de 1960 : Le Fleuve Sauvage

1990 - Prix de Crystal - Crystal Awards - Pour les femmes au cinéma, États-Unis.

1963 - Pour : LE JOUR DU VIN ET DES ROSES - Laurel d'Or - Meilleure interprétation dramatique féminine, États-Unis.

1963 - Pour : LE JOUR DU VIN ET DES ROSES - Prix de la meilleure actrice - Festival international du film - San Sebastián, Espagne.

Depuis le 29 avril 1991 son Étoile se trouve au Walk Of Fane, 6104, Hollywood Boulevard.