Thompson werd in 1914 in het Engelse Bristol geboren. Nog voor z'n twintigste werden twee van zijn toneelstukken opgevoerd. Ook schreef hij toen al scenario' s voor Britse films. Zijn regiedebuut was Murder Without Crime, begin jaren '50 , ook een van zijn eigen stukken.
Zijn grootste successen behaalde Thompson met spektakels als Northwest Frontier en The Guns of Navarone. Vooral de laatste werd een kaskraker. Ook regisseerde hij in 1962 Cape Fear. Daarna volgden onder meer Battle for the Planet of the Apes (1973), The Ambassador ( 1984) en King Solomon's Mines (1985).
J. Lee Thompson overleed vrijdag in Sooke, in het westen van Canada. Dat meldden dinsdag enkele Canadese kranten.