Lee Jeune Williams nacque in una base aerea militare in Carolina del Nord[1], dove suo padre prestava servizio come marine nello United States Marine Corps. L'uomo, il maggiore Frank D. Williams Jr., restò ucciso nello svolgimento della sua attività quando Lee aveva appena due mesi[2]. La madre, Ollie Lee McKnight, sposò in seconde nozze il dottor Donald I. "Don" Purcell, un medico militare che lavorava con i marines[3].
Lee Purcell frequentò lo Stephens College studiando teatro e danza, fin quando non venne espulsa[4]. Nel 1967 si trasferì in California, dove perseguì l'obiettivo di studiare recitazione[1] e cominciò a lavorare per alcuni spot pubblicitari.
Nel 1969, venne scelta personalmente da Steve McQueen, che in quel periodo stava producendo il film Adam at Six A.M., come protagonista femminile della pellicola al fianco di Michael Douglas[1][5]. Alla domanda diretta sul motivo che avesse portato a scegliere Lee Purcell rispetto ad altre cinquecento candidate per il ruolo[6], McQueen rispose "Non è stato facile. Abbiamo continuato a restringere il campo per settimane, fino a quando non si è trattato di fare degli screen test a sei di loro. Erano tutte brave, ma Lee sembrava saltare fuori dallo schermo"[4].
Da quel momento, Lee Purcell prese parte a diversi film e produzioni televisive per tutto il corso degli anni settanta. Dal 1983 la sua carriera cinematografica subì una battuta d'arresto e i suoi lavori sul grande schermo si diradarono. Continuò ad essere attiva in televisione soprattutto negli anni ottanta e novanta.
Fu nominata due volte al Premio Emmy[7]: nel 1991 come migliore attrice protagonista in una miniserie o film televisivo e nel 1994 come migliore attrice non protagonista in una miniserie o film televisivo.
