Aînée de 4 enfants, elle est née dans une famille d'artistes new-yorkais italo-irlandais. Sa mère, Dina, dansait dans la troupe des Rockettes du Radio City Music Hall avant de s'illustrer dans des feuilletons télévisés ; son père, Michael, s'est fait connaître dans le feuilleton As The World Turns. Elle a deux frères Michael et Dakota, et une soeur, Ali Lohan.
Lindsay Lohan a commencé sa carrière très tôt en tournant des spots publicitaires à partir de 3 ans.
Elle fait ensuite partie de l'écurie familiale Walt Disney Pictures dans des films comme A Nous Quatre, Freaky Friday ou plus récemment
La coccinelle revient. Elle tourne également une satire sur la jeunesse américaine, Lolita malgré moi, qui a du succès aux États-Unis.
Elle lance ensuite son premier album Speak fin 2004 et vend plus d'un million d'exemplaires aux États-Unis. Elle sort un nouveau single en octobre 2005 Confessions of a Broken Heart destiné à son père. Son second album, A Little More Personal (RAW) sort le 6 décembre 2005 aux États-Unis, il se vend moins bien que son premier album et n'est plus présent dans le "Top 40" deux semaines après sa sortie. Son retour au cinéma, en mai 2006, dans le film Just My Luck, est également très mitigé, avec seulement un peu plus de 38 millions de dollars de recette dans le monde entier . En 2006, elle est la fille de Meryl Streep dans The Last Show de Robert Altman. Le film retrace le dernier show de l'émission musicale radiophonique A Prairie Home Companion. Elle s'investit ensuite dans des films indépendants visant un public plus adulte, tels que Chapter 27, où elle joue le rôle d'une proche de l'assassin de John Lennon ou encore Bobby, sur l'assassinat du candidat à la présidence des États-Unis Robert Kennedy.
Elle fait ses premiers pas dans le monde de la mode en acceptant de devenir l'égérie de la marque italienne Miu Miu (filiale de Prada).En 2008, elle lance sa propre ligne de leggings, 6126 en référence à la naissance de son idole Marilyn Monroe née le 1er juin 1926. En 2009, elle devient l'égérie de la marque italienne de prêt-à-porter Fornarina .
Lindsay Lohan a remporté le samedi 23 février 2008 le "Razzie Award" de la pire actrice de l'année pour sa prestation dans le film I Know Who Killed Me (film, qui avec le Razzie de Lindsay Lohan recevra 8 « récompenses » au total, dont le Razzie Award du pire film de l'année) de Chris Silverston (Razzie Award du pire réalisateur).
Il était prévu qu'elle joue le rôle de Nancy Pitman dans le film indépendant Manson Girls, un film consacré à Charles Manson et ses adeptes mais elle se retire du projet
En 2008, Lindsay se retire d'un autre projet :Ye Olde Times renommé ensuite All's Faire in Love, un film sur la Renaissance avec l'acteur-humoriste Jack Black,.
En février 2008, elle pose pour une séance photo reproduisant la dernière de Marilyn Monroe, The Last Sitting .
En mai 2008 sort le nouveau clip de N*E*R*D avec comme guest-star Lindsay Lohan et son ex-petite amie DJ Samantha Ronson. Le titre de la chanson : Everyone nose, une allusion claire à l'absorption de cocaïne par voie nasale. Dans ce clip, on ne la voit que quelques secondes en train de négocier pour entrer dans une boîte de nuit Le 27 mai 2008 annonce également la sortie de son nouveau single Bossy extrait de son futur album dont la date et l'année de la sortie de ce futur album sont inconnues en ce moment. Elle a aussi joué dans une parodie d'"Harry Potter" durant à peine 5 minutes .
En juin 2008, Lindsay commence le tournage du film En cloque mais pas trop , . Le film devient en fait un téléfilm diffusé en juillet 2009 sur ABC Family. En France, le dvd sort le 10 novembre 2009 et est diffusé pour la première fois sur M6 le mardi 31 août 2010 à 13h45.
La production licencie Lindsay de Ugly Betty, mettant fin à son contrat après seulement quatre épisodes au lieu des 6 prévus, car America Ferrera et Lindsay ne se supportaient plus .
En août 2009, Lindsay tourne Machete de Robert Rodriguez avec entre autres Jessica Alba, Robert De Niro et Michelle Rodriguez . Le film sort en France le 17 novembre 2010.
En septembre 2009, elle devient l'égérie artistique de la maison de couture Emanuel Ungaro et travaillera en collaboration avec la nouvelle Chief Designer Estrella Archs. Elles sortiront toutes les deux sur le podium lors du prochain défilé de la marque qui aura lieu le dimanche 4 octobre au Carrousel du Louvre. Lindsay Lohan n'a pas eu le succès escompté avec sa collection pour Ungaro. Le styliste déclare alors être "très en colère contre elle", le 17 novembre 2009 à la presse. Elle est très amie avec l'actrice du film She's the Man , Amanda Bynes
Début 2010, on apprend que Lindsay ne jouera pas dans The other side ,. Elle est remplacée par Olivia Thirlby .
Le 6 juillet 2010, Lindsay Lohan a été condamnée à 90 jours de prison (débutant le 20 juillet 2010) et 3 mois de thérapie dans un centre de désintoxication. De plus, l'actrice sera soumise à des tests-surprises de drogue et d'alcool jusqu'en août 2011.
Le shérif du comté de Los Angeles a réduit sa peine, comme c'est l'usage en cas de délit mineur, afin de désengorger les prisons californiennes, notoirement surpeuplées. Lindsay Lohan a été incarcérée au centre correctionnel de Lynwood situé dans la banlieue sud de Los Angeles, dans une cellule de 9 mètres carrés, sa cellule était située dans un quartier spécial, réservé aux personnalités Elle a été libérée le 1er août 2010 pour aller directement en cure de désintoxication et y rester pendant trois mois par ordre du tribunal. A la date du 20 aout 2010, son avocat, Me Shawn Chapman Holley, indique au site TMZ.com qu'elle devrait être dehors dans les prochains jours et qu'elle aurait bientôt fini sa cure. Et c'est finalement le mardi 24 août 2010 qu'elle quitte le centre de réhabilitation . A la mi-septembre, la rumeur court comme quoi la jeune femme fraîchement libérée aurait été testée positive à la cocaïne lors d'un dépistage. C'est le 17 septembre que Lindsay Lohan confirme la rumeur sur son Twitter en affirmant que l'addiction aux drogues est une maladie qui ne se guérit pas en un jour et en assurant qu'elle assumera les conséquences de ses actes. Le vendredi 24 septembre elle est convoquée au tribunal de Beverly Hills suite à l'échec de son dépistage. Elle est immédiatement incarcérée dans la prison de Lynwood à Los Angeles. Elle n'y restera que quinze heures après avoir payé une caution. Son prochain rendez-vous avec les tribunaux aura lieu le 22 octobre 2010,.
En novembre 2010, Matthew Wilder, le réalisateur du film Inferno, le biopic retraçant la vie de l'actrice porno Linda Lovelace de Gorge Profonde, annonce qu'il retire Lindsay Lohan du projet en raison de sa trop longue période de désintoxication. Il a notamment expliqué qu'attendre l'actrice menaçait sérieusement le budget prévu pour la production du film depuis déjà plusieurs mois.