Гун Ли, пятый ребёнок в семье, родилась в городе Шэньян провинции Ляонин 31 декабря 1965 года.  Её отец был профессором экономики в Ляонинском университете, а мать которой к моменту рождения Гун Ли исполнилось сорок лет, была материаловедом в том же университете.  Как вспоминала мать актрисы,  дочка была незапланированным ребёнком и у родителей Гун Ли была мысль оборвать беременность, но по настоянию старших членов семьи они решили оставить ребёнка.

Уже в раннем детстве Гун Ли проявляла способности к пению и актёрские задатки: она в точности повторяла специфику разговора других людей, как то, жестикуляция, выражения лица, даже акцент и тембра голоса. Во время обучения в начальной школе учителя заметили в Гун Ли певческий и актёрский талант и рекомендовали её для выступления на местной радиостанции. Во время обучения в высшей школе она продолжала активно выступать со школьной труппой. Вспоминая школьные годы, актриса позже признавалась: "Я никогда не считалась красивой. В детстве меня всегда считали страшненькой: маленькие глазки, маленький рот, да к тому же четыре торчащих зуба… правда, неплохо пела песни".

Завершив начальное образование в 1983 году, девушка постаралась поступить на факультет искусств Шаньдунского педагогического института и в Педагогический институт Цюйфу, но получила отказ. В следующем году Гун Ли также получила отказ, на этот раз со стороны Шаньдунского института искусств и Института искусств.

Однако в 1985 году ей посчастливилось встретить режиссёра Инь Давея, который посвятил своё свободное время подготовке Гун Ли к вступительным экзаменам. Спустя годы режиссёр будет вспоминать, что при первой встрече девушка его обескуражила ответом на вопрос, почему она хочет стать актрисой: «Все говорят, что я похожа на Момоэ Ямагути. На самом деле я так не считаю. Я это я. Я — Гун Ли. Я хочу, чтобы другие говорили: „Я похожа на Гун Ли“». Мечта девушки осуществилась спустя четверть века, когда с ней начали сравнивать двух других китайских актрис, получивших международное признание, — Чжан Цзыи и Юй Нань. В июле того же года девушка получила приглашение от престижной Центральной академии драмы в Пекине, которую окончила в 1989 году. Там же начинающая актриса познакомилась с режиссёром Чжан Имоу, сотрудничество с которым и принесёт ей мировую известность.

Свою первую роль Гун Ли сыграла ещё в студенческие годы. Она прошла кастинг на главную женскую роль в фильме молодого режиссёра Чжан Имоу «Красный гаолян». Эта картина послужила началом для чрезвычайно успешного творческого союза молодой актрисы и начинающего режиссёра, отношения которых в скором времени вышли за пределы съёмочной площадки.

Картина «Красный гаолян» получила мировое признание, одержав среди прочих победу в номинации лучший фильм на Берлинском международном кинофестивале. В Китае картина получила две главные кинопремии — «Сто цветов» и «Золотой петух». В это время к Гун Ли, которая все ещё не завершила обучение в академии, приходит мировая известность: ей вручают награды, приглашают на церемонии международных кинофестивалей, называют одной из красивейших женщин мира. В 1989 году, когда актриса наконец-то выпустилась из университета, она сыграла роль в «Цзюй Доу». Успех этой картины был закреплён следующей работой «Зажги красный фонарь», режиссёром которой в очередной раз выступил Чжан Имоу.

Последней работой Гун Ли с Чжан Имоу стала картина «Возвращение» в 2014 году. В 1996 году актриса вышла замуж за сингапурского табачного магната. С того времени она стала сниматься как в картинах американских режиссёров, так и в работах других китайских режиссёров, за исключением того, сотрудничество с которым принесло ей мировую известность.

Первой серьёзной ролью у другого режиссёра стала главная роль в фильме Чэнь Кайгэ «Прощай, моя наложница» (1993). За роль в этом фильме она в том же 1993 году получила New York Film Critics Circle Award. В 2006 году журнал Premiere отвёл Гун Ли за исполнение этой роли 89-е место в списке лучших ролей всех времен.

Получив негласный политический иммунитет благодаря своей мировой славе, Гун Ли начала критиковать политику цензуры в Китае. Её фильмы «Прощай, моя наложница» и «Цю Цзюй подаёт в суд» первоначально были запрещены в Китае за то, что содержали тонко завуалированную критику китайского правительства. Относительно же сексуального содержания в «Цзюй Доу», китайская цензура сочла фильм оказывающим «плохое влияние на физическое и духовное здоровье молодых людей».

Несмотря на свою популярность, Гун Ли в течение многих лет не снималась в Голливуде, во многом из-за неумения говорить по-английски. Она сделала свой англоязычный дебют в 2005 году, когда она снялась в роли красивой, но мстительной Хацумомо в «Мемуарах гейши».

Её другие англоязычные роли на сегодняшний день включают роли в «Китайской шкатулке» (1997), Полиция Майами (2006) и Hannibal Rising (2007). 

В одном из интервью Гун Ли признавалась, что каждый раз, выбирая новую роль, она ищет для себя что-то новое, отличное от предыдущих образов. Несмотря на это, на протяжении своей карьеры актриса предпочитает исполнять исключительно драматические роли, и за редким исключением — комедийные. Свои преференции актриса объясняла тем, что «драма более глубокая, она сильнее трогает человеческие сердца». Предпочтение актрисой образов определённого типа заметно и в том, что некоторые её роли, к примеру Императрица в «Проклятии золотого цветка» и Хацумомо в «Мемуарах гейши», имели очевидное внутреннее сходство: «обе женщины знают, чего хотят, но они находятся в социальных условиях, которые мешают им прямо выражать это. Так что они должны найти косвенные способы борьбы за то, чего они хотят достичь».

Несмотря на то, что с 1995 года Гун Ли сыграла не в одном десятке фильмов, наибольшую славу ей принесли картины, режиссёром которых выступил Чжан Имоу, в частности «Красный гаолян», «Цзюй Доу» и «Зажги красный фонарь». Общим для этих трёх работ стало изображение патриархального уклада Китая начала XX века и судьбы простой китайской женщины на его фоне. Во всех трёх картинах Гун Ли исполняет роль молодой женщины, которая насильственно выдана замуж за нелюбимого человека, но которая тем не менее не соглашается с положением тихой и покорной наложницы, а бунтует против традиций, родителей, мужа и борется за свою настоящую любовь.