В кино актриса дебютировала в 2001 году с небольшой второстепенной ролью в драме «Аромат» (англ. Perfume). Всего в её списке около 15 фильмов и сериалов. Люси Гордон приобрела известность, сыграв в фильме Седрика Клапиша «Русские куклы», в российском прокате фильм назывался «Красотки» (фр. Les poupées russes).
В январе 2008 года на кинофестивале Slamdance Film Festival её работа в комедийном фильме «Мороз» (англ. Frost) была высоко оценена критиками. Последней работой актрисы стала роль Джейн Биркин в фильме «Генсбур, героическая жизнь» (фр. Serge Gainsbourg, vie héroïque). Биркин была женой Генсбура, культового французского шансонье и режиссёра, а также актрисой и певицей. Премьера фильма состоится в 2010 году, фрагменты фильма были показаны на Каннском кинофестивале-2009.
Люси Гордон покончила жизнь самоубийством в канун своего 29-го дня рождения в своей парижской квартире. Тело актрисы обнаружил её бой-френд - кинооператор Жером Альмерас (фр. Jérôme Alméras). При ней были обнаружены две предсмертные записки, одна из которых предназначалась родителям, а в другой была указана последняя воля в отношении имущества. При вскрытии врачи не обнаружили ни каких насильственных признаков, и подтвердили причину смерти - самоубийство.