За свою карьеру, которая началась еще в 1950 году, он успел снять 56 фильмов. С Ли Томпсоном работали многие звезды американского кино, такие как Грегори Пек, Чарлз Бронсон, Юл Бриннер.
Грегори Пек, в частности, снялся у Ли Томпсона в четырех фильмах, включая хорошо известный российским зрителям "Золото Маккены" и ставшую классикой американского кинематографа ленту "Пушки Наварона". Эта работа Томпсона получила в 1961 году в общей сложности 7 "Оскаров" в различных номинациях.
Чарлз Бронсон снялся в главных ролях в 9 фильмах Томпсона, а Юл Бриннер - в главной роли в боевике "Тарас Бульба", напоминает ИТАР-ТАСС. Томпсону же принадлежит и завоевавшая широкую известность кинодилогия "Планета обезьян".