극작가인 아버지 로물루스 리니와 간호사 어머니 사이에서 태어난 로라 리니는 아버지의 예술적 감수성을 물려받은 탓에 어린 시절부터 남다른 재능을 보였다. 또한 그녀는 브라운 대학에서 러시아 연극을 전공한 후 줄리어드 음대를 졸업하고, 연기 공부를 위해 모스크바 연극 예술학교로 진학하는 등 재능 뿐만 아니라 자신을 끊임없이 채찍질하는 근성을 가진 배우이기도 하다.
1992년 조지 밀러 감독의 <로렌조 오일>을 통해 영화계에 데뷔한 로라 리니는 이후 <위대한 승부>, <블라인드 스팟>, <데이브> 등의 작품에 출연하였고 95년 <콩고>에서 첫 주연을 맡았다. 1996년 리처드 기어, 에드워드 노튼과 함께 <프라이멀 피어>에 출연한 로라 리니는 전혀 기울어짐 없는 연기와 캐릭터의 균형을 보여주며 주목받기 시작했다. 그리고 1998년 짐 캐리의 상대력으로 출연한 <트루먼 쇼>를 통해 연기력을 인정받은 로라 리니는 2000년 작 <유 캔 카운트 온 미>로 아카데미, 영화배우조합상, 골든 글러브 상의 여우주연상 후보로 올랐으며, 뉴욕영화비평가협회와 전미영화비평가협회가 수여하는 최우수 여우주연상을 수상하였다. 2001년 TV영화 <와일드 아이리스>로는 에미상을 수상하기도 하였다.
국내에서도 히트한 로맨틱 코미디 <러브 액츄얼리> 출연 이후 거장 클린트 이스트우드 감독의 <미스틱 리버>로 브리티쉬 영화제 여우조연상 후보에 오른 바 있다. 빌 콘든 감독, 리암 니슨과 함께한 영화 <킨제이 보고서>로 로라 리니는 아카데미상, 골든글로브, 그리고 영화배우협회상 등에서 후보에 올랐으며 미국비평가 협회 최우수 여우조연상을 수상하기도 했다.
또한 그녀는 2005년에도 평론가들의 찬사를 받으며 각종 매체가 선정하는 연말 베스트 영화에 선정된 <오징어와 고래>(The Squid and the Whale)에서 이혼을 앞둔 부모와 아이들의 가슴아픈 이야기를 드라마틱하게 연기하기도 했다.