Née à Mexico de parents diplomates kenyans, Lupita Nyongo'o passe son enfance dans la ville hispanique avant de continuer ses études aux Etats-Unis à l'âge de 16 ans. C'est là-bas qu'elle se forme aux métiers du cinéma au Hampshire College, avant d'intégrer plus tard la prestigieuse université de Yale. Après son diplôme, c'est d'abord derrière la caméra qu'elle se fait un nom en étant assistante de production du film The Constant Gardener tourné principalement au Kenya.

Puis, c'est en tant que réalisatrice qu'on la retrouve en 2009 pour le documentaire In my Genes. Le long-métrage traitant de la condition des albinos au Kenya fait un tabac puisqu'il est présenté dans de nombreux festivals internationaux. Entre temps, elle fait une apparition remarquée dans son pays d'origine puisqu'elle joue dans Shuga, une sitcom populaire kényane. 

2013 constitue une date décisive dans la carrière de Lupita Nyongo'o, puisqu'elle est choisie parmi 1 000 candidates pour interpréter l'esclave Patsey dans 12 Years A Slave du très en vogue réalisateur Steve McQueen. Dans ce drame aussi réaliste que bouleversant sur l'esclavage, la comédienne crève l'écran face à Chiwetel Ejiofor et Michael Fassbender. Sa prestation exceptionnelle qui lui vaut de nombreuses récompenses aux plus prestigieuses cérémonies internationales, dont l'Oscar de la Meilleure actrice dans un second rôle. 

Désignée "Plus belle femme du monde" par le magazine américain People en 2014, on peut la voir cette même année donne rla rélique à Liam Neeson dans Non-Stop, thriller se déroulant intégralement dans un avion. Lupita Nyongo'o tend ensuite à se spécialiser dans la performance capture et les blockbusters très lucratifs. Elle incarne ainsi les personnages de Maz Kanata dans Star Wars Le Réveil de la Force (2015) et Les Derniers Jedi (2017). Entre les deux, elle prête sa voix à Rakcha dans Le Livre de la Jungle (2016).

Toujours en 2016, Lupita Nyongo'o joue dans le biopic (inédit en France) Queen Of Katwe, où elle campe une jeune femme qui parvient à quitter son bidonville en Ouganda pour participer au Championnat Mondial d'Echecs. Deux ans lus tard, la comédienne se glisse dans le costume de Nakia, une des protagonistes de Black Panther, dix-huitième film de l'univers cinématographique Marvel. Actrice engagée, elle permet également à 600 enfants du village kenyan où elle a grandi de voir le long métrage.

Lupita Nyongo'o entame 2019 en jouant le personnage principal du film d'horreur Us mis en scène par Jordan Peele, auréolé du succès critique et public de son précédent long métrage, Get Out. Pour l'occasion, la comédienne retrouve Winston Duke, son partenaire de Black Panther et incarne deux personnages : Adelaïde, mère de famille confrontée à un traumatisme qui refait surface, et son double maléfique, Red. 

Prochainement, on pourra voir Lupita Nyongo'o reprendre son personnage de Maz Kanata dans Star Wars: Episode IX, dont la sortie française est prévue pour le 18 décembre. Elle sera aussi à l’affiche du film d’horreur australien Little Monsters, du biopic Born A Crime, du film d'espionnage 355 et de The Woman King, basé sur la véritable histoire du royaume africain de Dahomey, au XVIIIème siècle.