Лоис Остин-Лий, заедно с братята и сестрите си, расте с истории за гения на тяхната прочута леля Джейн. Баща ѝ, Артър Остин-Лий, пра-племенник на Остин, е енорийски пастор в Уинтърбърн, Глостършър, където е родена Лоис. Като младо момиче тя води дневник и впечатлява с необичайното за времето си хоби – каране на мотоциклет.
По време на Първата световна война Остин-Лий работи като градинар за Червения кръст в Рединг, докато сестра ѝ, Онър, е медицинска сестра в Малта и Франция. След войната Лоис става компаньонка на овдовялата си леля, а след смъртта ѝ през 1926 г. построява за себе си и сестра си „Коб Хаус“ (кирпичена къща) в Олдбъро, на брега на Съфолк. Там двете се превръщат във важна част от местната общност, като често са посещавани от композитора Бенджамин Бритън, а писателят М. Р. Джеймс също е сред близките им приятели.
Именно в „Коб Хаус“, на бюрото, което според семейната традиция е принадлежало на Джейн Остин, Лоис написва четири криминални романа между 1931 и 1938 г. Първият – „Невероятното престъпление“ – е вдъхновен от познанията ѝ за Кеймбридж, натрупани по време на посещения при чичо ѝ Огъстъс Остин-Лий, който е бил директор на „Кингс Колидж“.
Романите ѝ получават висока оценка от критиката. Въпреки успеха, Лоис с чувство за хумор заявява: „Пиша само, за да живея охолно“. След като излиза четвъртият ѝ роман, „Мистерията Гобълкок“, избухва Втората световна война, по време на която Лоис и сестра ѝ работят в спешната помощ. След войната тя не публикува повече книги и остава извън литературната сцена до смъртта си през 1968 г.