Лайонел Джей Стэндер родился в Бронксе, Нью-Йорк в 1908 году в семье евреев, эмигрировавших ранее из России. После завершения школы поступил в Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл, где впервые принял участие в студенческих театральных постановках. Профессиональная карьера началась в 1928 году ролью полицейского в пьесе Э. Э. Каммингса «Him» в одном из театров в Гринвич-Виллидж. В 1932 году Лайонел Стэндер получает первую небольшую роль в кинокомедии «In the Dough». Спустя три года, в течениt которых ему удаётся сняться только в нескольких эпизодических ролях, он приглашён в фильм «Подлец» (англ. ) с Ноэлом Кауардом в главной роли. Стэндер переезжает в Голливуд и заключает контракт с Columbia Pictures, в соответствии с которым снимается в нескольких картинах, в том числе в фильме «Звезда родилась» (1937), завоевавшим 2 премии Оскар. Ценителям творчества Рекса Стаута Лайонел Стэндер известен по роли Арчи Гудвина. В кино этот образ появился именно в его исполнении в фильмах «Познакомьтесь с Ниро Вульфом» (1936) и «Лига перепуганных мужчин» (1937). Работа Стэндера не понравилась автору романов, считавшему, что лучшим исполнителем роли Арчи мог стать только Хамфри Богарт. На основании этого он отказался продавать права Голливуду на экранизацию своих последующих романов. Запоминающийся хриплый голос Стэндера, создающий образ невозмутимого «крутого парня», делают его популярным радио актёром. В программах CBS он создаёт десятки образов в радио-постановках и развлекательных программах. Лайонел Стэндер всегда придерживался либеральных взглядов и выступал сторонником деятельности профессиональных союзов. Он был одним из создателей в 1933 году Гильдии киноактёров США. В 1936—1937 годах активно боролся против засилия ставленников мафии в профсоюзах киноактёров. Участвовал в забастовках. В 1938 году Columbia Pictures пригрозила использовать всё своё экономическое влияние в Голливуде в отношении студии, которая заключила бы контракт со Стэндером. Если к 1937 году он снялся в 15 фильмах, то в 1937—1938 годах только в 6, ещё столько же ролей исполнил до 1943 года.
В 1940 году общественной активностью Лайонела Стэндера заинтересовалась комиссия по расследованию антиамериканской деятельности (HUAC), посчитавшая его взгляды прокоммунистическими. Из-за недостаточности фактов и в связи с переключением внимания комиссии на начавшуюся Вторую мировую войну обвинения в отношении Стэндера были сняты. До начала 1950-х давление на него было ослаблено. Он снялся в нескольких фильмах независимых студий. В 1951 актёр Марк Лоуренс сообщил HUAC, что Стэндер был руководителем его коммунистической «ячейки» и активно вёл политическую пропаганду. Стэндер опроверг эти заявления и выдвинул против Лоуренса иск о клевете. Не дожидаясь судебного разбирательства последний уехал в Европу. Спустя два года Лайонел Стэндер на очередном заседании выступил с заявлением, в котором отказался сотрудничать с комиссией. Один из тезисов его речи (о его «одурманивании» коммунистами):
Эта фраза сейчас высечена на памятном камне в Университете Южной Калифорнии с пометкой «Первая поправка к Чёрному списку». Лайонел Стэндер был внесён в «чёрный список» Голливуда, его актёрская карьера в США завершилась.
После неудачных попыток найти любую работу, Стэндер уехал в Европу. В Лондоне он участвует в ряде постановок по Бертольту Брехту, снимается у Романа Полански в фильме «Тупик» (1966). Перебравшись в Рим, Стендер играет в нескольких Спагетти-вестернах. Известен его эпизод бармена Макса в «Однажды на Диком Западе» Серджо Леоне. Не имея каких-либо ограничений на въёзд в США, он снимается и в некоторых американских фильмах: «Банда, не умевшая стрелять» (1971), «Нью-Йорк, Нью-Йорк» (1977) Мартина Скорсезе, «Тысяча девятьсот сорок первый» (1979) Стивена Спилберга.
В 1979 году Лайонел Стэндер окончательно возвращается в Америку. Он снимается телесериалах, и даже получает премию Золотой глобус за роль второго плана в телевизионных фильмах (т/ф «Hart to Hart» 1979—1984). Одной из последних работ актёра стало озвучивание персонажа Куп в мультфильме «Трансформеры».