Die Schauspielerin wuchs mit einer älteren Schwester und einem Stiefbruder auf. Im Alter von neun Jahren begann sie Gesangsunterricht zu nehmen und träumte davon ein großer Star zu werden. Lucy war von 2003 bis 2005 Mitglied der existierenden Musikgruppe American Juniors, die einige Alben veröffentlichte. Sie gab ihr Schauspieldebüt in einer Folge der Fernsehserie Neds ultimativer Schulwahnsinn aus dem Jahr 2005. Nach einigen weiteren Gastauftritten in Fernsehserien spielte sie eine größere Rolle in der Science-Fiction-Actionserie Bionic Woman aus dem Jahr 2007. In der Komödie Eine für 4 – Unterwegs in Sachen Liebe (2008) trat sie an der Seite von Alexis Bledel (deren jüngere Schwester sie verkörperte), America Ferrera, Blake Lively und Amber Tamblyn auf. Von 2008 bis 2009 spielte Lucy eine Hauptrolle in der Serie Privileged, die jedoch nach der ersten Staffel abgesetzt wurde. Außerdem hatte sie noch einige Gastauftritte in Die Zauberer vom Waverly Place spielte sie die Freundin von Justin Russo (David Henrie). Von 2010 bis 2017 spielte Lucy in der Serie Pretty Little Liars die Rolle der Aria Montgomery.
2012 verriet sie, dass sie früher unter einer Essstörung litt.