Lee Grinner Pace urodził się 25 marca 1979 roku w Chickasha w stanie Oklahoma. Jest synem nauczycielki Charlotte i inżyniera Jamesa Roya Pace’a. Jako dziecko spędził kilka lat życia w Arabii Saudyjskiej, gdzie pracował jego ojciec, a potem przeniósł się z rodziną do Houston w Teksasie. Uczęszczał do Klein High School razem z aktorem Mattem Bomerem. Tymczasowo porzucił szkołę, żeby występować w Alley Theatre w Houstonie. Po skończeniu liceum dostał się do prestiżowej Juilliard School w Nowym Jorku. W tym okresie wystąpił w kilku sztukach szekspirowskich, między innymi jako Romeo w „Romeo i Julii”, Kasjusz w „Juliuszu Cezarze” czy w tytułowej roli w „Ryszardzie II”. Uczelnię ukończył w 2001 roku z tytułem licencjata sztuk pięknych. Po studiach zaczął występować w teatrach off-Broadway. Był dwukrotnie nominowany do nagrody Lucille Lortel Award dla wybitnych aktorów scenicznych, najpierw za swój występ w „Small Tragedy” Craiga Lucasa, a następnie w „Guardians” Petera Morrisa. W 2003 roku zadebiutował na wielkim ekranie, wcielając się w postać Calperni Addams w filmie „Dziewczyna żołnierza”. Za swój występ w tej produkcji otrzymał między innymi nagrodę Gotham Award oraz został nominowany do Złotego Globu. Następnie wystąpił w takich filmach jak „Magia uczuć” (2006), „Niezwykły dzień Panny Pettigrew” (2008) czy „Opętany” (2009). W latach 2012-2014 odtwarzał rolę króla Thranduila w trylogii „Hobbit” Petera Jacksona. Wystąpił również w „Sadze 'Zmierzch’: Przed świtem. Część 2” (2012) jako wampir Garrett, a także w „Strażnikach Galaktyki” (2014) oraz „Kapitanie Marvelu” (2019) jako Ronan. Ponadto na przestrzeni lat wystąpił w kilku serialach telewizyjnych, takich jak „Gdzie pachną stokrotki” czy „Halt and Catch Fire”.