Figlia di James Joyce, nata il 26 luglio del 1907 all’ Ospedale Maggiore di Trieste. Nel settembre 1913 venne iscritta alla Scuola Parini, vicino alla Barriera Vecchia, che frequentò per due anni. Quando i Joyce ritornarono a Trieste nel 1919, iniziò a frequentare la scuola femminile in via S. Giorgio.
I suoi primi anni di vita, fra Trieste e Zurigo, furono caratterizzati dall’instabilità e da un notevole disorientamento dovuto ai numerosi traslochi e ai frequenti trasferimenti da un istituto scolastico a un altro, ai continui cambiamenti di ambienti, amici e lingua. Nel 1920 la famiglia si trasferì a Parigi e nel 1922 Lucia iniziò a seguire lezioni di danza all’Istituto Jacques-Delcroze. Prima di abbandonare la danza, tra il 1926-29 prese parte a diversi spettacoli pubblici. Nel 1931 ebbe una breve relazione col giovane Samuel Beckett.
Nel 1932, nel giorno del cinquantesimo compleanno del padre, lanciò una sedia contro la madre Nora e trascorse diversi giorni in una maison de santé. Gli anni seguenti furono segnati da un crescente numero di episodi violenti e autodistruttivi, tanto da costringere il padre a farla visitare da numerosi specialisti (tra i quali, nel 1934, Gustav Jung) e con periodi sempre più ampi passati in internamento. Dal 1936 venne relegata in un sanatorio vicino Parigi, in cui Joyce andava a visitarla ogni settimana. Con l’inizio della seconda Guerra Mondiale, la famiglia Joyce si trasferì a Zurigo mentre Lucia rimase nel suo istituto nella Francia occupata. Joyce morì prima di poterle assicurare un sicuro passaggio per la Svizzera e Lucia trascorse l’intera guerra in un sanatorio della Bretagna. Nel 1951, grazie all’interessamento di Harriet Shaw Weaver, venne portata al St. Andrews Hospital, Northampton, in Inghilterra, dove trascorse il resto della sua vita fino all’anno della sua morte, il 1982.