Народився 2 листопада 1913 року в Нью-Йорку в сім'ї поштового службовця Джеймса Ланкастера. Маючи високий зріст і незвичайну фізичну силу, добре грав у бейсбол. Вступив до коледжу, вирішивши стати викладачем фізкультури, але був відрахований з другого курсу і влаштувався працювати в цирк акробатом. Там в 1935-1938 роках він працював в парі з Ніком Краватом[en], який пізніше також став актором кіно і телебачення, каскадером.
Циркова кар'єра Ланкастера закінчилася в 1941 році, коли він сильно пошкодив праву руку. Пішов працювати контролером у великий чиказький універсам, потім перейшов на роботу в нью-йоркське концертне бюро. Призваний на фронт після початку Другої світової війни, виступав з естрадною бригадою, яка розважала американських солдатів у Північній Африці, Італії та Австрії.
Після закінчення війни випадково познайомився в Нью-Йорку з асистентом театрального продюсера, якому для бродвейського спектаклю «Звуки полювання» потрібен був високий і стрункий актор на роль військового. Хоча п'єса провалилася, кінокритики доброзичливо відгукнулися про дебютанта, і він отримав одразу сім пропозицій зніматися в кіно. За порадою імпресаріо початківець актор вирішив зіграти поліцейського в кримінальній драмі «Лють пустелі». Попри те, що роль Ланкастеру не вдалася, його помітили інші режисери і продюсери.
У 1946 році зіграв у класичному чорному фільмі «Вбивці» режисера Роберта Сьодмака, після якого грав у подібному фільмі «Хрест-навхрест» (1949) і мелодрамі «Вибачте, помилилися номером» (1948).
У 1950 році була вдала роль «італійського Робін Гуда» XII століття Дардо Бартоллі в костюмно-пригодницькій картині Жака Турнера[en] «Вогонь і стріла». Циркове минуле допомогло Ланкастеру виконати в цій картині ряд запаморочливих акробатичних трюків.
У 1954 році він несподівано для багатьох виконав роль індіанця Масана в пригодницькій картині Роберта Олдріча «Апач». Захоплююча пригодницька історія, поставлена за романом Пола Велмена[en] «Апач Бронко», насичена трюками і погонями, стала однією з перших стрічок у світовому кінематографі, що розповідають про пригноблення білими американцями корінного населення Сполучених Штатів.
У 1954 році Ланкастер за участю продюсера Гарольда Гекта[en] (пізніше до них приєднався продюсер Джеймс Гіл) заснував власну студію «Hill-Hecht-Lancaster Productions», приклавши тим самим руку до розвалу класичної студійної системи Голлівуду. Основним завданням студії Ланкастера була демонстрація різних сторін його таланту, і він грав у фільмах всіх жанрів — від ковбойських вестернів до слізних мелодрам. Студія проіснувала до 1960 року.
За роль у фільмі «Відтепер і на віки вічні» (1953) Ланкастер був номінований на премію «Оскар». Сцена, в якій він пристрасно цілує партнерку в хвилях набігаючого гавайського прибою, стала однією з найвідоміших в історії Голлівуду і зробила Ланкастера справжнім секс-символом.
Аби не залишатися в полоні цього типажу, актор починає багато працювати з європейськими режисерами, особливо Лукіно Вісконті та Бернардо Бертолуччі. Чи не найяскравішу свою роль — сицилійського аристократа на прізвисько «Леопард» — Ланкастер зіграв у Вісконті в однойменному фільмі, відзначеному «Золотою пальмовою гілкою».
Взяв участь у роботі над 3-ю серією документального фільму «Велика Вітчизняна» (The Unknown War) як ведучий коментатор.
Останніми помітними роботами в кіно стали ролі британського полковника Ентоні Дернфорда в історичному бойовику Дугласа Гікокса[en] «Світанок зулусів» (1979) і авантюриста «на пенсії» Лу Паскаля у фільмі Луї Маля«Атлантик-Сіті» (1981) (номінований на «Оскара»).