Мать Лив — певица и бывшая модель Бебе Бьюэл — родила дочь от любовной связи с музыкантом Стивеном Тайлером, лидером рок-группы Aerosmith. Она назвала девочку в честь норвежской актрисы Лив Ульман. До девятилетнего возраста Лив считала своим биологическим отцом музыканта Тодда Рундгрена, за которым её мать была замужем. Правда открылась после того, как Лив обратила внимание, что невероятно похожа на дочь Стивена Тайлера, Мию Тайлер. Впоследствии Лив взяла фамилию своего настоящего отца.
В четырнадцать лет Лив начала карьеру с работы моделью. На телеэкране она появилась в 1994 году, снявшись вместе с Алисией Сильверстоун в клипе Aerosmith на песню Crazy. Затем её одновременно пригласили сняться в фильмах «Безмолвное падение» и «Тяжёлый». Пока Лив снималась в первом фильме, съёмки второго откладывались до тех пор, пока она не освободилась. К двадцати годам Лив снялась в нескольких успешных картинах, в том числе в фильме Бернардо Бертолуччи «Ускользающая красота».
Наибольшую известность Лив принесли роли в фантастическом блокбастере «Армагеддон», где она снялась вместе с Брюсом Уиллисом и Беном Аффлеком, и кинотрилогии «Властелин колец».
Лив Тайлер снялась в роли Татьяны Лариной в фильме «Онегин» и при этом даже не прочитала роман Пушкина, что не удивительно, если учесть, что она страдает дислексией.
25 марта 2003 года Лив вышла замуж за британского музыканта Ройстона Лэнгдона из группы Spacehog, а 14 декабря 2004 года в роддоме Нью-Йорка родила сына, Майло Уильяма Лэнгдона. В 2008 году стало официально известно, что Лив Тайлер и Ройстон Лэнгдон развелись. Представитель актрисы сообщил: «Лив Тайлер и Ройстон Лэнгдон подтверждают развод. Они остаются добрыми друзьями и преданными родителями сына Майло и призывают уважать частную жизнь семьи».