Ihre Dyslexie hindert Liv Tyler nicht daran, eine erfolgreiche Karriere als Schauspielerin hinzulegen. Ohne jemals auch nur eine Stunde Schauspielunterricht erhalten zu haben, beeindruckt sie bereits im Jahr 1996 den Regisseur Woody Allen. Als Elben-Tochter Arwen erlangt sie schließlich in der Trilogie „Herr der Ringe“ internationale Bekanntheit.
Liv Tyler ist die Tochter des Aerosmith-Sängers Steven Tyler und des Playmates Bebe Buell. Bereits mit 14 Jahren beginnt sie zu modeln, entscheidet sich aber nach nur einem Jahr für das Schauspielen. Erste Bekanntheit erlangt sie mit dem Musikvideo ihres Vaters „Crazy“ (1993).
Im Jahr 1994 gibt Tyler in dem Film „Stummer Schrei“ ihr Schauspieldebüt auf der großen Leinwand und feiert zwei Jahre später ihren Durchbruch Bernardo Bertoluccis Romanze „Gefühl und Verführung“. Zu noch mehr Popularität verhilft Liv Tyler die Rolle in dem Blockbuster „Armageddon - Das jüngste Gericht“ (1998). Doch erst mit der Rolle der Elben-Tochter Arwen in der Trilogie „Herr der Ringe“ (2001-03) erlangt sie weltweiten Ruhm.
Es folgten Filme wie „Jersey Girl“ (2004), „Die Liebe in mir“ (2007), „Der unglaubliche Hulk“ (2008), „Super“ (2010) oder die SciFi-Dramedy „Robot and Frank“ (2012). 2014 übernahm sie ihre erste Serienhauptrolle als Meg in The Leftovers. Neben Kit Harington trat sie 2017 in der Miniserie Gunpowder auf. Danach war Tyler in der zweiten Staffel Harlots in einer Hauptrolle dabei und erschien im Weltraumdrama „Ad Astra“ auf der Kinoleinwand. Als toughe Rettungssanitäterin Michelle Blake spielt sie ab 2020 in 9-1-1: Lone Star.
Liv Tyler war mit Joaquin Phoenix liiert. 1998 lernte sie den britischen Sänger Royston Langdon kennen und heiratet ihn 2003 auf Barbados. Im Dezember 2004 kam ihr erstes gemeinsames Kind, Milo William Langdon, zur Welt. 2008 hat sich das Paar getrennt.
Mit ihrem Partner, dem Sportmanager David Gardner, bekam Liv Tyler am 11. Februar 2015 den gemeinsamen Sohn Sailor Gene Gardner. Kurz vor seiner Geburt hat Gardner um die Hand von Tyler angehalten. Am 8. Juli 2016 kam Tochter Lula Rose zur Welt.