Li Jun Li s-a născut la 06.11.1983, în Shanghai, China. Tatăl ei era pictor și s-a mutat cu familia la Bogota, Columbia, pentru muncă, când Li avea șase ani. Trei ani mai târziu, au emigrat în New York, în Statele Unite. Li a absolvit programul de dans al Liceului Fiorello H. LaGuardia. Li a avut primul rol în filmul South Pacific (2008), după care a obținut roluri într-o varietate de seriale de televiziune și filme, precum: Blue Bloods (2010), Damages (2011), The Following (2013), Chinese Puzzle (2013), Mistress (2014), Billy and Billie (2015), Minority Report (2015). În 2016, Li a fost distribuită în rolul Iris Chang din serialul thriller Quantico. În același an, s-a alăturat serialului Chicago PD în al patrulea sezon. Pe 26 iulie 2017, Li a primit rolul principal Rose Cooper în cel de-al doilea sezon al serialului de televiziune The Exorcist. Pe 15 ianuarie 2019, Li a fost distribuită în rolul Jenny Wah din serialul dramatic supranatural Wu Assassins. În decembrie 2020, a fost distribuită în rolul Lady Fay Zhu, inspirat de actrița de film mut Anna May Wong, în filmul Babylon, regizat de Damien Chazelle. În 2025, a jucat rolul Alma în Alma și Lupul, rolul Grace Chow din Sinners.