Acteur et producteur britannique, Gwilym Lee est né en 1983 à Bristol, en Angleterre, au Royaume-Uni. Issu d’une famille d’origine galloise, il a toutefois étudié la littérature anglaise à l’université de Cardiff, avant d’intégrer la Guildhall School of Music and Drama de Londres dont il sort avec la médaille d’or en 2008.
Dès son adolescence, le comédien a tourné dans 13 épisodes de la série Animal Ark (1997-1998), puis se produit sur les planches dans des pièces de Shakespeare dont Richard III. Durant les années 2000, il se consacre essentiellement au théâtre, ainsi qu’à la télévision. Ainsi, il joue dans 15 épisodes de la série policière Inspecteur Barnaby (2013-2016).
Toutefois, sa plus belle opportunité au cinéma intervient lorsqu’il interprète le rôle du guitariste Brian May dans le biopic Bohemian Rhapsody (Bryan Singer, 2018). Pourtant, il continue à privilégier les planches et la télé. On ne le revoit que dans le rôle masculin principal du film d’horreur Oddity (Damian McCarthy, 2024). La même année, il joue dans la grosse production Here – Les plus belles années de notre vie (Robert Zemeckis, 2024) qui est un gros échec commercial.