Lucy Gordon débute sa carrière en 2001 année au cours de laquelle elle est à l'affiche de deux films : Perfume, un drame dans l'univers du mannequinat puis dans la comédie romantique Un amour à New-York. L'année suivante, cette jeune comédienne britannique obtient un second rôle dans le film Les frères du désert aux côtés de Wes Bentley. Elle y incarne une jeune femme éprise d'un lieutenant, de l'armée déjà marié.
En 2004, elle tourne sous la direction de Cédrick Klapisch dans Les Poupées Russes, le film qui lui permettra de se faire connaître en France. C'est dans un tout autre registre qu'on la retrouve 3 ans plus tard dans la superproduction Spider-Man 3 où elle incarne une journaliste.
En 2009, elle est au casting de la comédie Cinéman de Yann Moix où elle tient le rôle de la dulcinée de Cinéman interprété par Franck Dubosc. La même année c'est le rôle de Jane Birkin qui lui est confié dans le biopic Serge Gainsbourg (vie héroïque) réalisé par Joann Sfar.
Le 20 mai 2009, deux jours avant son 29ème anniversaire, elle met fin à ses jours dans son appartement parisien.
