Lea Dietrich studierte an Kunsthochschulen in Hamburg, Bremen und Marseille. Sie arbeitete als Bühnenbildassistentin am Deutschen Schauspielhaus Hamburg und mehrere Jahre als Theaterfotografin. Nach ihrem Diplom entstanden zahlreiche Bühnen und Kostüme u. a. für das Deutsche Theater Göttingen, Moks Theater Bremen, Gorki Theater Berlin, die Bayrische Staatsoper München, das Theater Heidelberg, Deutsche Schauspielhaus Hamburg und für die Ruhrfestspiele. Es entstanden Ausstattungen für Schauspiel- und Tanzproduktionen, u. a. für Inszenierungen von Konradin Kunze, Klaus Schumacher, Felix Rothenhäusler, Babett Grube, Antje Thoms, werkgruppe2, Choreografin Birgit Freitag, DinA 13 und der israelischen Choreografin Saar Magal. Lea Dietrich entwarf auch Bühnen- und Kostümbild für das Tanzstück „Für Vier“, für das Birgit Freitag 2019 der Deutsche Theaterpreis DER FAUST verliehen wurde. Darüber hinaus ist Dietrich als freischaffende Künstlerin, Fotografin und Dokumentarfilmerin tätig. Mit werkgruppe2 arbeitete sie bereits für die Projekte „IM DORF“, „MARINA“ und „FREDDA MEYER“ zusammen.