卢燕原名卢萍香，祖藉广东中山县，1927年出生于北京，成长于上海。卢燕的母亲是京剧演员李桂芬，很小的时候她就曾跟随义父著名京剧演员梅兰芳学京剧。1945年从上海裨文女子中学毕业后，进入上海圣约翰大学读书，同年又转入上海交通大学学习。1948年，卢燕随父母移居美国檀香山，在夏威夷大学攻读财务管理，兼修戏剧与演讲。在檀香山时，她曾做过会计、化验员、播音员等多种工作。1956年开始，卢燕转而移居洛杉矶，并进入加利福尼亚州巴沙甸那戏剧学院表演系深造。

　　1958年，卢燕从巴沙甸那戏剧学院表演系毕业时演出的话剧《八月茶室》大获成功，从此开始在好莱坞的银幕上亮相。初登银幕，卢燕女士便得到奥斯卡金像奖大导演弗兰克·保塞尼奇的赏识，邀请她主演了《飞虎娇娃》一片。1960年，好莱坞筹拍一部以中国抗战为背景的影片《山路》中出任女主角。之后她又在《独眼龙》中与另外一位奥斯卡影帝马龙·白兰度有过合作演出。1972年《十四女英豪》为她赢得了第十一届金马奖最佳女配角奖，而《倾城倾国》为她赢得了继《董夫人》之后的第二个金马奖影后的头衔。1986年出演美国投资拍摄的《末代皇帝》，该片荣获1987年奥斯卡最佳影片。

　　卢燕加入好莱坞的电影工会已经40多年了，九十年代后，担任奥斯卡评委。美国的演艺人才温床--巴沙迪纳影艺学院向她颁赠年度杰出妇女奖。