Liam James Payne urodził się 29 sierpnia 1993 roku w Wolverhampton jako syn Karen J. (z domu Harris) i Geoffreya R. „Geoffa” Payne’ów. Ma dwie starsze siostry: Nicole oraz Ruth. Nie ma jednej nerki.
W 2008 wziął udział w przesłuchaniach do brytyjskiej wersji programu X Factor, ale nie przeszedł do następnego etapu, ponieważ był za młody. W 2010 ponownie wystartował w konkursie i wraz z czterema innymi uczestnikami (Niallem Horanem, Louisem Tomlinsonem, Harrym Stylesem, Zaynem Malikiem) stali się zespołem One Direction. W finale zajęli trzecie miejsce, a ze względu na odniesiony sukces medialny otrzymali kontrakt z wytwórnią muzyczną Syco Music, należącą do Simona Cowella, jurora i twórcy programu. W 2016 rok zespół zawiesił swoją działalność.
Liam, jak reszta boysbandu, rozpoczął karierę solową. W 2016 podpisał kontrakt z wytwórnią Republic Records w Ameryce Północnej. W maju 2017 wydał „Strip That Down” jako główny singiel z nadchodzącego debiutanckiego albumu. Zajął trzecie miejsce na brytyjskiej liście singli i dziesiątej na amerykańskiej liście Billboard Hot 100, będąc platyną w obu krajach.6 grudnia 2019 roku wydał debiutancki album zatytułowany "LP1".

Od początku 2016 do czerwca 2018 był związany z piosenkarką Cheryl którą poznał w 2008 podczas udziału w programie X Factor, w którym była jurorką. 22 marca 2017 doczekali się narodzin syna Beara Greya. Od 2018 związany jest z Mayą Henry, para w sierpniu 2020 potwierdziła zaręczyny.