Lizzie Brocheré commence sa carrière enfant. Elle tourne d'abord dans toute une tripotée de séries et téléfilms bas de gamme avant d'effectuer ses premiers pas sur grand écran dans Le Loup de la côte ouest (Hugo Santiago, 2002). Ensuite la jeune actrice continue de squatter la télévision (Dolmen, R.I.S Police Scientifique...) et c'est seulement en 2005 qu'elle tourne dans un second long-métrage, Un petit jeu sans conséquence (Bernard Rapp). L'année suivante, Lizzie Brocheré interprète son premier grand rôle dans Chacun Sa Nuit (Pascal Arnoldd et Jean-Marc Barr) avant de participer, en 2007, à un des court-métrages d'Olivier Dahan pour Cartier (Love Stories). En 2008, elle tient le haut de l'affiche du joli drame intimiste Le Chant des mariées (Karin Albou), dans lequel elle livre une interprétation brillante, et on la retrouve en 2009 dans la sympathique comédie populaire Tellement proches (Eric Toledano et Olivier Nakache). En 2010, elle se lance à nouveau dans une expérience cathodique (Les Bleus) mais le cinéma lui ouvre enfin vraiment les bras. Elle tourne ainsi dans Vintner's Luck (Niki Caro), Nuit blanche (Frédéric Jarin) et Traduit de l'américain sous la direction de ceux qui l'ont découverte, Jean-Marc Barr et Pascal Arnold.