Actrice française, Lucienne Legrand débute au cinéma en 1941. Elle tient d’abord de très petits rôles, avant de se voir créditer au générique pour la jolie théâtreuse incarnant Desdémone dans Les enfants du paradis (1945) de Marcel Carné. Elle joue ensuite d’autres personnages secondaires pour des films de Maurice Cloche, Maurice Tourneur ou Jacques Deval.
On la retrouve en vendeuse dans Rue de l’Estrapade (1953) de Jacques Becker, auquel succèderont des films typiques de la production des années 1950, où son élégance et son talent sont remarqués, comme Les trois mousquetaires (1953) d’André Hunebelle, Frou-frou (1955) d’Augusto Genina, et Le rouge est mis (1957) de Gilles Grangier.
Lucienne Legrand réapparaît dans les années 70, logeuse dans Chère Louise (1972) de Philippe de Broca, maquilleuse dans Salut l’artiste (1973) d’Yves Robert, secrétaire dans Stavisky (1974) d’Alain Resnais, mère de Dayle Haddon dans Madame Claude (1977) de Just Jaeckin, ou cliente de banque dans Le carapate (1978) de Gérard Oury. Elle est vue également dans des films signés Claude Sautet, Gérard Pirès ou Alain Jessua.
Sa carrière se poursuit sans relâche, de La boum 2 (1982) de Claude Pinoteau à Love in Paris (1997) d’Anne Coursaud. Son dernier rôle pour un long métrage est celui d’une marquise dans L’extraterrestre (2000) de Didier Bourdon.
Lucienne Legrand a par ailleurs joué dans quelques pièces et à la télévision, tout en étant sollicitée pour des publicités (dont une campagne d’affichage pour la SNCF). Elle se retire après le court-métrage L’essentiel féminin (2010) de Sophie Guillemin.
Divorcée du producteur et scénariste Henri-André Legrand, elle devint ensuite la compagne de l’acteur Fernand Gravey. Lucienne Legrand est décédée le 19 octobre 2022 à l’âge de 102 ans.