Née le 10 juin 1983 à New York, d'une mère écrivain et d'un père peintre français, elle parle notre langue couramment. De son vrai nom Liliane Rudabet Gloria Elsveta Sobieski.
Découverte par un directeur de casting dans la cafétéria d'une école de New York,
Leelee Sobieski a failli débuter dans Entretien avec un vampire... mais le rôle fut finalement offert à Kirsten Dunst. Sobierski a donc commencé par jouer dans les téléfilms Reunion avec Marlo Thomas et Peter Strauss, et A Horse For Danny, avec Robert Urich.
Elle a ensuite incarné la fille de Mark Harmon dans la série «Charlie Grace». Elle a tenu son premier rôle au cinéma en interprétant la fille de Martin Short dans Un indien à New York de John Pasquin et a aussi joué face à Elijah Wood dans le thriller d'action Deep Impact, qui l'a révélée. En enchaînant face à Tom Cruise dans le film de Stanley Kubrick Eyes wide shut, elle s'est attirée les faveurs des critiques qui ont vu en elle une star en devenir.
Depuis, si elle a fait quelques films hollywoodiens,
Leelee Sobieski n'est pas pour autant devenu le centre des projecteurs, préférant évoluer où bon lui semble. Citons à son actif
College attitude de
Raja Gosnell avec
Drew Barrymore, La fille d'un soldat ne pleure jamais de
James Ivory, Un été sur terre de
Mark Piznarski, La
prison de verre de
Daniel Sackheim, avec
Diane Lane, Stellan Skarsgård et
Bruce Dern, Une virée en enfer de
John Dahl. Elle a également tourné le film en français L'
idole de
Samantha Lang, et
Max de
Menno Meyjes, avec
John Cusack.
Leelee Sobieski a été citée à l'Emmy et au Golden Globe pour son portrait de Jeanne d'Arc dans la minisérie à succès Joan of Arc. Elle a été à nouveau nommée au Golden Globe pour 1943, l'ultime révolte, la minisérie réalisée par
Jon Avnet sortie par la suite en salles. Elle a été la partenaire de Catherine Deneuve dans une adaptation des Liaisons dangereuses sous forme de minisérie tournée en français et en anglais par Josée Dayan.
Elle a fait des études de beaux-arts et de littérature à la Brown University.
En 2007 elle est à quelques mois d'intervalle dans
88 minutes de
Jon Avnet avec
Al Pacino, et Wicker Man avec Nicolas Cage.