Lucas Jade Zumann a grandi dans une famille juive et a fréquenté l'école hébraïque. Il a d'abord étudié à l'école primaire Waters, puis s'est transféré à la Chicago Waldorf School en cinquième année, où il a poursuivi ses études jusqu'en huitième année avant de revenir pour sa dernière année.
Zumann a été découvert par Paskal Rudnicke lors d'un casting de recherche de talents Disney à Chicago. Ses premiers pas au cinéma ont été en tant que membre de l'ensemble dans la comédie musicale « Oliver! » au Music Theater Works (anciennement Light Opera Works) dans sa ville natale. Il a ensuite eu un petit rôle dans la série Netflix Sense8, jouant un punk.
Le premier rôle important de Zumann était celui de Milo dans le film d'horreur Sinister 2. Il a gagné en reconnaissance en incarnant Jamie Fields dans le film nominé aux Oscars 20th Century Women, aux côtés d'Elle Fanning, Billy Crudup, Greta Gerwig et Annette Bening. En 2016, il est également apparu dans un épisode de la série télévisée Chicago Fire.
Il a acquis une renommée internationale grâce à son rôle de Gilbert Blythe dans la série télévisée canadienne Anne with an E, qui a été créée en 2017 sur CBC et Netflix.
En 2018, il a joué le rôle de Nathan Daldry/A dans la comédie romantique pour adolescents Every Day. Il a également été casting dans les films Dr. Bird's Advice for Sad Poets et To The Stars la même année.