Après avoir travaillé dans l'atelier de Pieter de Grebber à Haarlem en 1637, il s'installe en Angleterre en 1643. On lui doit alors des personnages dans des paysages et des compositions historiques, avant de se consacrer au portrait.
Biographie
Le comte de Northumberland lui commanda le portrait de Charles Ier avec le duc d'York (1647, Londres, Syon House). Il était considéré comme le "meilleur artiste d'Angleterre" en 1654, et deviendra "Principal Painter" sous la Restauration. Il obtiendra une pension à la suite de sa naturalisation anglaise, en 1662. Il peindra dès lors de nombreux portraits de dames voluptueuses de la haute société. Lely exécuta avec son atelier une série de portraits de dames de la Cour intitulée les Belles de Windsor (Hampton Court) ainsi qu'une série de portraits d'amiraux (Londres, Greenwich Maritime Museum). Le style de sa dernière période, à la façon de Van Dyck, est représenté par le portrait de Lady Barbara Fitzroy (v. 1670, York, City Art Gal.).
Il réunit une importante collection de peintures et de dessins (Van Dyck, Guerchin, Guido Reni, Lorrain et Rubens), notamment vénitiens.