Luego, interpretó a Hester Ulrich en la serie de televisión Scream Queens (2015-2016).

En 2017, interpretó a Valentina Barella en la serie de televisión The Mayor.

En 2019, protagonizó la película Same Time, Next Christmas con el nombre de Olivia, en la ABC.

En 2006, interpretó a Wendla en la obra musical Spring Awakening, en Broadway, el cual le valió una nominación al Drama Desk Award.

En 2011 hace su debut en el cine, en la comedia romántica New Year's Eve.

[3]​ Su madre es una ítalo-estadounidense católica y su padre es de ascendencia judía turco-española.

[4]​ Michele pasó los primeros cuatro años de su vida viviendo en el barrio del Bronx, hasta que ella y sus padres se mudaron a la zona suburbana de Tenafly, Nueva Jersey.

[5]​ Michele se vio obligada a usar su segundo nombre, "Michele", en vez de "Sarfati", su apellido, ya que sufrió bullying en la escuela debido a la pronunciación de este.

Desde 2009 hasta su finalización en 2015, Michele protagonizó la serie de comedia y drama musical de Fox Glee como Rachel Berry, la protagonista y cantante estrella del programa.

En ese mismo año, el 22 de abril entregó un premio en los Kids Choice Awards 2010 junto a Cory Monteith.

El 30 de abril de 2010 la prestigiosa revista estadounidense Time anunció su tradicional lista anual de las 100 personas más influyentes del mundo en diferentes ámbitos; de las que 25 son los artistas más influyentes del mundo..[16]​ Entre esas 25 personalidades del medio artístico, apareció de forma sorpresiva Lea Michele en el puesto 13; el ser considerada la decimotercera artista más influyente del planeta es una señal del claro éxito que ella ha alcanzado gracias a Glee a nivel internacional en muy corto tiempo.

[17]​ Para hacer más grande el honor, la encargada de escribir el artículo en la revista presentando a Lea Michele dentro de la lista, fue la legendaria actriz y cantante Olivia Newton-John (famosa por la mítica película musical Grease).

En el año 2011 Lea Michele hizo su debut en el cine al participar en la película New Year's Eve, una comedia romántica donde compartió elenco con muchas estrellas del cine de Hollywood del momento, para la cual tuvo dos participaciones especiales en la banda sonora de la misma, presentando su voz para cantar el clásico escocés de Año Nuevo, Auld Lang Syne, y el dueto "Have a Little Faith In Me", con Bon Jovi.

[22]​ En 2013 fue la nueva cara de L'Oréal París, gracias a su talento y belleza fue elegida por esta gran marca cosmética.

[23]​ Fue nominada para el Premio People's Choice a la Actriz favorita en una nueva serie de televisión,[24]​ y dos Premios Teen Choice a la actriz favorita: comedia y villana por su actuación en el papel.

[26]​ En enero de 2017, Michele hizo tres shows en una mini gira titulada An Intimate Evening with Lea Michele, para promocionar su segundo álbum de estudio, Places.

[29]​ Posteriormente se lanzaron tres singles promocionales en el período previo al álbum: "Anything's Possible",[30]​ "Run to You",[31]​ y "Getaway Car".

El 9 de mayo participa en la Gala del Atlantic Theater Company en New York junto a otras artistas como Ariel Stachel.

Michele conoció al actor Cory Monteith en 2008, cuando ambos comenzaron a trabajar en la serie Glee.

Las últimas palabras que este le dijo, mediante una conversación telefónica, fueron "If you say so" (si tú lo dices) y dan título a la canción más íntima de la cantante en su primer disco como solista, Louder.

[44]​ Michele se disculpó con ella en una declaración mediante Twitter, diciendo "Claramente actué de maneras que lastimaron a otras personas".

Su registro vocal abarca 3 octavas seis tono y un semitono, con un timbre de voz soprano.

In Concert!, "Uno realmente puede escuchar la calidad de las voces en vivo, ella suena incluso mejor que en el programa... Su "Don't Rain On My Parade" en vivo es increíble y emocionante ".

[136] Billboard calificó su actuación en vivo de "Love Is Alive" en The Late Late Show con James Corden como una "actuación emocional que mostró la capacidad vocal de Michele".

[49]​ Michele dedica un capítulo en su libro Brunette Ambition a Streisand: «Realmente la amo , ella siempre ha sido un modelo para mí.

«No recuerdo un día de mi vida que no haya sido inspirado por Celine Dion»..[50]​ La actriz y cantante Audra McDonald también ha sido una influencia en Michele, quien dijo de ella: «Audra es probablemente la mejor cantante del mundo.