Je dcera Philla Collinse a jeho druhé manželky Jill Tavelman. Její matka je američanka, předsedkyně ženského klubu žen v Beverly Hills. Poloviční sourozenci Lily Collins jsou herečka Joely Collinsová a hudebník Simon Collins, kteří jsou dětmi Phila Collinse z jeho prvního manželství, a Nicholas a Matthew Collins - synové Phila Collinse ze třetího manželství.

Lily Jane Collinsová se přestěhovala z Anglie do Los Angeles ve věku 5 let po rozvedení svých rodičů. Vystudovala školu Harvard-Westlake. V současné době studuje žurnalistiku na univerzitě v jižní Kalifornii.