Lupita Amondi Nyong'o 1983. március elsején született Mexikóvárosban – innen a spanyol hangzású keresztnév is, ami a Guadalupe. Szülei, Dorothy és Peter Anyang’ Nyong’o kenyaiak, professzor édesapja jelenleg politikusként tevékenykedik hazájában. Peter Lupita születése idején három évig dolgozott Mexikóban, ahol a kislány első születésnapjáig éltek majd New Yorkban telepedtek le egy rövid ideig, végül visszatértek Kenyába, édesapja ugyanis professzori állást kapott az University of Nairobiban. Lupita tizenhat éves korában visszatért hét hónapra Mexikóba, szülei kérésére, ahol az Universidad Nacional Autónoma de México egyetemen tanult, illetve Taxcoban élt, ahol folyékonyan megtanult spanyolul. 

Iskolás korában kezdte a színjátszást, fellépett többek között a Twist Olivérben is. 14 évesen eljátszhatta a Rómeó és Júlia női címszerepét Kelet- és Közép-Afrika legrégibb színitársulatában, a Phoenix Playersben. Lupita az egyetemi tanulmányait az Államokban végezte, a Hampshire College diákjaként szerezte meg a diplomáját. Az egyetem elvégzése után számos filmben működött közre asszisztensként, de 2008-ban végül szerepet kapott az East River című kisfilmben, ezt követően hazatért Kenyába, ahol a Shuga című népszerű sorozat néhány epizódjában játszott 2009 és 2012 között. Nem érte be a kisebb szerepekkel: 2009-ben készült el saját rendezésű dokumentumfilmje, az In My Genes, amely egy albínó nő életét mutatja be Kenyában, és több filmfesztiválon is bemutatták. Első kilprendezése Wahu és Bobi Wine: The Little Things You Do című dalához készült, a 2009-es MTV Africa Music Awards-on a legjobb videó díjára jelölték.

2012-ben végezte el a Yale Egyetem dráma tagozatát. A patinás egyetemen több színpadi produkcióban is feltűnt, többek között a Doctor Faustus Lights the Lightsban, Csehov Ványa bácsijában, és William Shakespeare A makrancos hölgyében és a Téli regében. Az ismertséget végül Steve McQueen 2013-as történelmi drámája, a 12 év rabszolgaság hozta meg Lupitának. A színésznő egy rabszolganő, Patsey, szerepét kapta meg, aki egy gyapotültetvényen dolgozik. Lupita a szerepnek köszönhetően jelölt volt 2013-ban a Legjobb mellékszereplőnő kategóriában Arany Glóbuszra. A 2014-es Oscar-díjátadón ugyanebben a kategóriában megkapta élete első Oscar szobrocskáját, olyan színésznőket maga mögé utasítva, mint Julia Roberts, Sally Hawkins és Jennifer Lawrence – illetve ő lett az első kenyai származású és az első mexikói születésű színésznő, aki Oscar-díjat vehetett át.

2014-ben már Liam Neeson és Julianne Moore oldalán játszott a Non-stop című akcióthrillerben. 2014 júniusában bejelentették, hogy Lupita Nyong’o is szerepet kapott a (végül) J.J. Abrams által rendezett hetedik Star Wars filmben, a Star Wars: Az utolsó Jedikben a bölcs Maz Kanataként, akit motion capture technológia segítségével személyesített meg. 2016-ban A dzsungel könyve új feldolgozásában tűnt fel, mint Raksa, a farkas, de ebben az évben jött ki az igaz történet alapján készült, Ugandában játszódó Katwe királynője is. 2018-ban csatlakozott a Marvel Univerzumhoz, hiszen szerepet kapott a Fekete Párduc filmben, mint Nakia, akit újra eljátszott a Bosszúállók: Végjátékban is. 2019-ben újra Maz Kanata bőrébe bújhat, ugyanis a Star Wars 9. részébe újra láthatjuk, de addig itt van a Mi!

Aminek duplán is a főhősnője, hiszen ő játssza a bajba került családban az anyát/feleséget, de ő önmaga sötét árnya is, és hátborzongató. Jordan Peele rendező elképesztően sokat hozott ki a színésznőből, akit hihetetlenül ki is merített a szerep, de már dolgozik a The Killer című John Woo filmen, ami a hongkongi rendező saját, 1989-es kultdarabjának a rebootja lesz, és ő játszik majd Jessica Chastain, Penélope Cruz, Marion Cotillard és Bingbing Fan mellett a 355 című kémfilmben is. Lupita 2014-ben a Miu Miu és a Lancôme reklámarca lett, a People magazin pedig a legszebb nőnek választotta. A színészkedésen túl Nyong’o lelkes aktivista, támogatja a műemlékvédelmet, kiáll a nemi erőszak ellen, valamint a nők és az állatok jogaiért. 2019-ben csillagot kap a Hollywood Walk of Fame-en.