У п'ятнадцятирічному віці Трюгве Лі, виходець із бідної родини, в якій він з молодшою сестрою виховувався лише матір'ю, вступив до Норвезької робітничої партії (НРП), в якій продовжив роботу на професійній основі після отримання в 1919 році в університеті Осло диплому юриста. До 1921 року він редагував партійну газету, після чого став юрист-консультом Національної профспілки робітників.
Вімовившись до кінця 1930-х років від ідей революційної боротьби і комуністичної ідеології, у 1935 році НРП здобула перемогу на виборах і в її уряді Трюгве Лі зайняв спочатку пост міністра юстиції, а з 1939 року — міністра торгівлі і промисловості. З початком Другої світової війни він став міністром постачання та судноплавства і напередодні німецького вторгнення в Скандинавію віддав наказ про виведення всього норвезького флоту в порти Великобританії. Однак, це не завадило німецьким кораблям висадити десанти у більшості портів Новрегії, і в квітні 1940 року Трюгве Лі уже в якості міністра закордонних справ разом з іншими членами уряду виїхав до Великобританії.
По завершенні війни Лі був вдруге призначений на посаду міністра закордонних справ до тимчасового коаліційного кабінету, сформованого НРП, і в цій якості у квітні 1945 року брав участь в роботі в конференції у Сан-Франциско, яка 26 червня прийняла Статут Оорганізації Об'єднаних Націй. Перше засідання Генеральної Асамблеї ООН почалось у Лондоні 10 січня 1946 року і 1 лютого Трюгве Лі був обраний першим Генеральним секретарем ООН. На цій посаді він доклав чимало зусиль для міжнародного визнання Ізраїлю, Індонезії та КНР і запобіг прийняттю в ООН франкістської Іспанії.
1 листопада 1950 року, незважаючи на заперечення з боку Радянського Союзу, Генеральна Асамблея ООН 46 голосами проти 5 (і 8 утрималися) проголосувала за продовження повноважень Трюгве Лі до 1 лютого 1954 року, однак СРСР демонстративно відмовився визнавати його Генсеком ООН, і в листопаді 1952 року, після публічних звинувачень американського сенатора Джозеф Маккарті, що він набирає у штат ООН нелояльних США американців, Трюгве Лі подав у відставку.
Він продовжив політичну кар'єру в Норвегії, де до своєї смерті 30 грудня 1968 року від серцевого нападу у віці 72 рокі був губернатором столичного округу Акерсгус, головою Ради енергетики, міністром промисловості, міністром торгівлі і судноплавства. За оцінками багатьох фахівців Трюгве Лі був найслабшим Генсеком ООН за всю історію організації, який через свою зверхність і впертість зазнав багатьох дипломатичних невдач, хоча йому віддають належне як хорошому організатору роботи ООН в умовах коли світ зіткнувся з цілою низкою повоєнних конфліктів і початком Холодної війни.
