Frances Lee urodziła się jako Myrna Tibbetts 5 maja 1906 roku. Nazwisko „Lee” było jej pseudonimem artystycznym. Wychowywała się w rodzinie o silnych korzeniach skandynawskich, co w późniejszych latach powodowało pewne nieścisłości w źródłach dotyczących jej pochodzenia.
Była przede wszystkim profesjonalną tancerką klasyczną. Kształciła się u Ernestine Day, a następnie występowała w objazdowej rewii Gus Edwards Revue, która zapewniła jej ogólnokrajową rozpoznawalność i otworzyła drogę do Hollywood. To właśnie taniec – dyscyplina, technika i sceniczna swoboda – stanowił fundament jej kariery.
W 1927 roku została wyróżniona tytułem WAMPAS Baby Star, co stawiało ją w gronie najbardziej obiecujących młodych aktorek tamtej epoki. Jej kariera była silnie związana z wytwórnią Christie Film Company, dla której wystąpiła w licznych komediach krótkometrażowych. Łącznie zagrała w około 30 filmach pełnometrażowych oraz ponad 30 krótkometrażowych, budując wizerunek energicznej, nowoczesnej bohaterki komediowej przełomu kina niemego i dźwiękowego.
W 1930 roku poślubiła George Stevensa, późniejszego dwukrotnego laureata Oscara. Ich syn, George Stevens Jr., został założycielem American Film Institute (AFI). Małżeństwo zakończyło się rozwodem w 1947 roku.
Po ślubie jej kariera filmowa niemal natychmiast wygasła, co było zjawiskiem typowym dla ówczesnych realiów Hollywood – od żon znanych reżyserów oczekiwano rezygnacji z aktywnej pracy zawodowej na rzecz życia rodzinnego.
Frances Lee zmarła 5 listopada 2000 roku w Cardiff-by-the-Sea w Kalifornii w wieku 94 lat.
Pozostaje jedną z przedstawicielek pokolenia WAMPAS Baby Stars – aktorką i tancerką, której kariera, choć stosunkowo krótka, wpisuje się w historię przejścia od kina niemego do dźwiękowego oraz w dzieje jednej z najważniejszych rodzin amerykańskiego przemysłu filmowego.