Lena May Graf wurde 1987 in München geboren und wuchs zunächst in Massachusetts, USA, auf. Ihre Eltern sind die Filmemacherin Sherry Hormann und der Filmemacher Dominik Graf. Ihren ersten Filmauftritt hatte sie 1995 unter der Regie ihrer Mutter in der Komödie "Irren ist männlich", als Filmtochter von Herbert Knaup und Corinna Harfouch; auch Dominik Graf gehörte zur Hauptbesetzung des Films. Einige Jahre später wirkte sie unter seiner Regie in dem Filmessay "München - Geheimnisse einer Stadt" (2000) mit.

Von 2005 bis 2009 studierte Lena May Graf Politik und Journalismus an der The American University of Paris und der New York University. Im Jahr 2011 zog sie nach Berlin und sammelte praktische Filmerfahrungen, so etwa als Ausstattungspraktikantin bei Dominik Grafs TV-Kriminalfilm "Das unsichtbare Mädchen" (2011), aber auch in den Bereichen Kostüm- und Produktionsdesign, sowie als Assistentin der renommierten Castingdirektorin Simone Bär.

Ab 2015 begann Graf als Drehbuchautorin zu arbeiten; an dem vielbeachteten TV-Drama "Operation Zucker - Jagdgesellschaft" (2016, Regie: Sherry Hormann) war sie als Junior Producerin beteiligt. Für Detlev Buck bearbeitete sie die Dialoge der Beziehungskomödie "Wuff – Folge dem Hund" (2018); zusammen mit Gabriela Sperl schrieb sie das Drehbuch zu dem Sozialdrama "Wir lieben das Leben" (2018, TV), das anschließend von ihrer Mutter inszeniert wurde. 2021 realisierte Lena May Graf mit dem Kurzfilm "Die Komode" ihre erste eigene Regiearbeit; für Leander Haußmann fungierte sie als Drehbuchberaterin bei dessen "Stasikomödie" (2022).

Kurz darauf inszenierte Charly Hübner ihre Adaption des Romans "Sophia, der Tod und ich" von Thees Uhlmann – die Roadmovie-Komödie startete im Sommer 2023 in den Kinos und wurde ein Erfolg bei Kritik und Publikum. Nur wenige Wochen später kam Grafs eigenes Langfilmdebüt in die deutschen Kinos: die romantische Komödie "Trauzeugen", die sie zusammen Finn Christoph Stroeks nach dessen Drehbuch inszeniert hatte.