Ли Дуглас Брэкетт родилась 7 ноября 1915 года в Лос-Анжелесе. Начальное образование она получила на дому, затем школа в Калифорнии. Окончив ее, она устроилась на работу в другую школу преподавать плавание и драматическое искусство. И то, и другое ей давалось легко.

Но еще в детстве у Ли была заветная мечта: стать профессиональным писателем. И в феврале 1940 года ее первый научно-фантастический рассказ «Марсианский гладиатор» (Martian Quest) был опубликован в журнале «Удивительная научная фантастика» (Astounding Science Fiction).

В 1944 году выходит ее первая нефантастическая книга No Good from a Corpse и в том же году увидел свет первый фантастический роман «Путь Немезиды» (Shadow Over Mars), который считается одним из лучших в творчестве писательницы.

В сороковых годах в различных журналах, издававших научную фантастику, стали появляться повести и рассказы, которые потом вошли в условные марсианский и венерианский циклы. Особенно благожелательно была встречена приключенческая повесть-сказка «Драгоценность Баса» (1944) о нестареющем мальчике-боге и свирепых андроидах, пытавшихся захватить мир. В том же 1944 году был опубликован рассказ «Вуаль Астеллара» — мрачная история человека, который предал свой народ из-за любви к инопланетянке.

Особенно активно писательница сотрудничала в это время с журналом «Планетные истории» (Planet Stories), в котором она опубликовала написанную совместно с Рэем Брэдбери повесть «Лорелея красной мглы» (1946).

В 1945 году Брэкетт создала своего самого прославленного героя, полудикаря, грозного сына Земли, воспитанного на диком Меркурии, — Эрика Джона Старка. В одном из первых рассказов — «Венерианское чародейство» (1949) писательница повествует о борьбе полудикого человека с демонической олигархией Лхари, разыгрывающейся на великолепном венерианском фоне.

Еще в 1940 году Ли познакомилась с известным уже в то время писателем-фантастом Эдмондом Гамильтоном, и в конце 1946 года они поженились. Однако вместе они практически не писали, если не считать написанной в 1977 году (но вышедшей только в 2005) повести «Старк и Звездные короли». Причиной скорее всего были разные методы творчества: если Гамильтон сначала набрасывал конспект сюжета, а потом разрабатывал его, то Брэкетт писала с самого начала безо всякого конспекта, а там — что выйдет, и если прекрасная идея не оформлялась в рассказ, она отправлялась пылиться в папку.

Любимая и повторяющаяся тема в творчестве Ли Брэкетт — поиск, попытка осуществить мечту сильной личности и его неудача, когда мечта превращается в руках героя в дым и пепел. От героя «Вуали Астеллара» до Джима Бикворта из приключенческого романа «Вслед за ветром свободы» (1963) ее герои ищут что-то, чего никогда не могут достичь, однако их провал — не настоящее поражение, а скорее предвестник победы. Иллюстрацией этой темы в творчестве Ли может служить повесть «Исчезнувшая Луна» (1948) с ее заранее предрешенным поиском таинственного Лунного Огня на морях Венеры. Такова же и ее повесть «Шеннеч — последний» (1952). Она вызывает странную симпатию к чужаку-нечеловеку, поражение которого является и его победой.

Талант Ли Брэкетт проявился не только в литературе. Вскоре после появления «Вуали Астеллара» продюсер Говард Хоукс (Howard Hawks) приглашает писательницу в Голливуд для работы над сценарием неоклассического фильма Хемфри Богарда «Глубокий сон» по роману Р. Чандлера в сотрудничестве с Уильямом Фолкнером. С этого фильма началась голливудская карьера Брэкетт.

Она создала сценарии к «Бандиту Рио» (1959) — первому фильму из серии о Джоне Вейне. Потом были сценарии к «Хатари» — об африканских джунглях и к вестернам «Эльдорадо» и «Рио Лобо», а также сценарий по известному роману Р. Чандлера «Долгое прощание» (фильм Роберта Альтмана «The Long Goodbye», 1973). Но наиболее известным творением Брэкетт в Голливуде стал подготовленный незадолго до смерти сценарий фильма «Империя наносит ответный удар».

Ли Брэкетт умерла 24 марта 1978 года, лишь на год пережив своего мужа.