Gwilym Lee nació el 24 de noviembre de 1983 en Bristol, Inglaterra. Es mayormente conocido por su interpretación de Brian May en la película biográfica Bohemian Rhapsody.
Gwilym Lee nació en Brístol de padres galeses. Tiene tres hermanos mayores: Geraint, Owen y Rhiannon. De joven asistió al Royal Sutton Coldfield de Birmingham. Estudió literatura inglesa en la Universidad de Cardiff y teatro en la Guildhall School of Music and Drama, que le entregó su Medalla de oro en 2008. Lee ahora vive en Londres.
Lee se unió a un grupo de teatro cuando era adolescente. En el 1997 protagonizó una adaptación televisiva de "El Arca de los Animales". Con 16 años trabajó en Ricardo III con la Royal Shakespeare Company. Lee apareció en la serie Land Girls (2011) y tuvo varios papeles destacados en series como Ashes to Ashes, Carne Fresca, Monroe o Henry V. También ha trabajado en la radio (The Emerald Tiger, The Silver Turk o una adaptación de The Cruel Sea). En 2008 fue elogiado en los Premios Ian Charleson por su aparición en la producción de Edipo del National Theatre y en 2009 representó a Laertes en el Hamlet de Jude Law en el Dommar West End.