Ли Пейс окончил школу Клейн в пригороде города Спринг. Его одноклассником был актер Мэтт Бомер, известный по сериалу «Белый воротничок».
Затем в 1997 году он поступил в Джульярдскую школу драмы, где принял участие в постановке нескольких пьес: «Ромео и Джульетта» в роли Ромео, «Ричард III» в главной роли и «Юлий Цезарь» в роль Кассия. В школе он был одноклассником актеров Энтони Маки и Трейси Томса.
Вскоре он начал выступать на Бродвее и был номинирован на премию Люсиля Лортела в категории «Выдающийся актер» за сценическую роль в «Маленьких трагедиях» Крейга Лукаса.Его кинематографический дебют состоялся в картине «Солдатская девушка» в 2003 году. Фильм основан на реальных событиях. В центре сюжета оказывается транссексуал по имени Калперниа Аддамс, у которого разгорается страстный роман с армейским служащим Барри Уинченллом.
" – Мои великолепные преподаватели из Джульярдской школы и представить не могли, что моей первой ролью в кино окажется транссексуал, влюбленный в солдата. Эту роль получил я, двухметровый мужик из Оклахомы, который понятия не имеет, как это – быть женщиной? Я сбросил двадцать пять фунтов, надел протезы груди, но иногда, глядя на себя в зеркало, восклицал: «Что я здесь делаю? Мой отец убьет меня!». Но я подался в эту профессию для того, чтобы примерять на себя чужие образы и помогать людям с похожими судьбами. Я играл бандитов, ловеласов и прочих, но я всегда буду гордиться своей первой ролью."
За эту работу Пейс получил премию «Готам» и был номинирован на несколько других наград, в том числе «Золотой глобус».
Ли также снялся в комедии «Мисс Петтигрю» и драме «Запределье» в 2006 году. Последняя стала особенным пунктом в его фильмографии, так как роль Роя Уолкера оказалась одним из самых художественных его перевоплощений. Его партнершей по съемочной площадке была пятилетняя Катинка Унтару.
Ли также снялся в комедии «Мисс Петтигрю» и драме «Запределье» в 2006 году. Последняя стала особенным пунктом в его фильмографии, так как роль Роя Уолкера оказалась одним из самых художественных его перевоплощений. Его партнершей по съемочной площадке была пятилетняя Катинка Унтару.
"– Я помню, что посмотрел на неё и сказал: «Эй, Катинка, сейчас ты должны сыграть. Ты должна смотреть на меня и любить меня, и думать о том, что я умираю, что я пытался покончить с собой. Ты же не хочешь, чтобы я умер? И она сказала: «Нет». А я ответил: «Ты должна сделать так, чтобы я остался жить. Та должна сделать все, что в твоих силах, чтобы я остался жив»."
Ли Пейс также сыграл второстепенные роли в фильмах «Белая графиня», «Дурная слава», «Ложное искушение» и «Однажды в Риме».
Недавно стало известно, что актер исполнит роль Гарретта в продолжение вампирской саги «Сумерки. Сага. Рассвет: Часть 1». А в апреле 2011 года появилась новость о том, что Пейс сыграет Трандуила в экранизации очередного бестселлера Дж. Р. Р. Толкиена «Хоббит».
Питер Джексон, режиссер проекта, заявил:
– Искать актёров для фильмов по Толкиену очень сложно, особенно на роли эльфов, а Ли лучше всех подходит на роль Трандуила. Он будет великолепен в этой роли. Нам очень понравилась его игра в фильме «Запределье» несколько лет назад, и с тех пор мы надеялись поработать с ним. Когда мы в первый раз обсуждали, кто бы подошел на роль Трандуила, Ли был первым, кто пришел нам на ум.