Lee Toland Krieger si è diplomato nel 2005 alla USC School of Cinema-Television. Due mesi dopo essersi diplomato, ha diretto il primo film drammatico per il piccolo schermo, intitolato The Wilton, venduto poi a CW Network. Nel 2008 Krieger ha scritto e diretto il film The Vicious Kind. Il suo mentore dei tempi della scuola, Neil LaBute, si è occupato della produzione esecutiva del film, presentato per la prima volta nel 2009 al Sundance Film Festival. The Vicious Kind ha meritato due nomination agli Independent Spirit Award, una nella categoria Migliore Atttore (Adam Scott) e una nella categoria Migliore Sceneggiatura. Il film è valso a Krieger l'Emerging Filmmaker Award al 32esimo Denver Film Festival, e a Adam Scott premi e riconoscimenti per la sua interpretazione in occasione di numerosi festival, tra cui quello di Strasburgo.
Krieger ha diretto Separati innamorati, scritto da Rashida Jones e Will McCormack. Con Jones e Andy Samberg nei panni dei protagonisti, il film vanta un ottimo cast, tra cui Elijah Wood, Chris Pine, Emma Roberts, Ari Graynor e Chris Messina. Prodotto da Jennifer e Suzanne Todd del Team Todd, Separati innamorati è stato presentato per la prima volta nel 2012 al Sundance Film Festival dove Sony Pictures Classics ne ha acquisito i diritti. Krieger ha inoltre lavorato come autore e regista televisivo. Alla fine del 2012, ha venduto un format di circa trenta minuti a FX Network, una commedia con Will Ferrell e McKay alla produzione. Ha diretto anche una commedia di circa trenta minuti per MTV, alla quale ha fatto seguito una intera serie trasmessa nel 2014. Krieger ha lavorato anche su spot commerciali e video musicali, per noti e importanti clienti quail Universal Music, Island Def Jam, Intel Computers, W Hotels, Vice Magazine, e AG Jeans. Nell'autunno del 2011, ha scritto e diretto un cortometraggio con Andy Samberg per il lancio internazionale della piattaforma turistica on line CanaryHop. Nel 2012, è stato invitato a dirigere uno dei cinque cortometraggi del Roman Coppola's Director's Bureau, per il lancio del nuovo ultrabook di Intel. Intitolato Modern Love, il cortometraggio, con Robert Schwartzman e Naomi Scott, è stato presentato a Londra nell'autunno del 2012, in concomitanza con il lancio nel Regno Unito dell'ultrabook.
Nel 2014 ha diretto Blake Lively e Michiel Huisman in Adaline - L'eterna giovinezza.