В бою у Уинчестера под Ли были убиты три лошади, а сам он тяжело ранен.
Фитцхью Ли родился 19 ноября 1835 года в Клермоне, графство Фэрфэкс, штат Вирджиния, в семье Сидни Смита Ли, брата Роберта Эдварда Ли и сына генерала Генри Ли. Сидни Смит Ли за 40 лет сделал блестящую военно-морскую карьеру, одновременно добившись впечатляющих успехов на политическом поприще.В 1856 году он окончил Военную академию в Вест Пойнте 45-м по успеваемости из 49 кадетов в классе. В бытность его дяди Роберта Э. Ли суперинтендантом академии, Фитцхью однажды чуть не был исключен из Вест Пойнта за "неподобающее поведение". До 1-го января 1858 года Фитцхью Ли служил инструктором в кавалерийской школе в Карлайле, Пенсильвания, а затем получил назначение на фронтир в Техас во 2-й кавалерийский полк армии США. 13 мая 1859 года в столкновении с команчами он чуть не погиб, когда индейцы прострели его легкое отравленной стрелой. В 1860 году Ли был переведен в Вест-Пойнт в качестве инструктора по кавалерийской подготовке, но после сецессии Вирджинии покинул армию янки, вернулся в родной штат и поступил на службу армии Юга.
В течение одного года Фитцхью Ли стремительно продвинулся от первого лейтенанта кавалерийского корпуса КША в апреле 1861 г. до полковника 1-го Вирджинского кавалерийского полка в марте 1862 г. Он занимал различные штабные должности при генерале Борегаре и во время первого сражения при Манассасе исполнял обязанности адъютанта в бригаде Юэлла. Весной 1862 года его полк прикрывал отступление конфедератов от Йорктауна и участвовал в знаменитом рейде Стюарта вокруг армии МакКлеллана на Полуострове. Ли отличился при налете на лагерь своих прежних сослуживцев по 2-му кавалерийскому полку армии Союза, а также в арьегардном прикрытии строящегося южанами моста через Чикахомини. Ли был последним конфедератом, прошедшим по новому мосту - по пятам следовали преследователи-янки. Стюарт способствовал скорому производству Ли в бригадные генералы, и при организации кавалерийской дивизии 28 июля 1862 года Ли получил 2-ю бригаду, в составе которой были 1-й, 3-й, 4-й, 5-й и 9-й Вирджинские кавалерийские полки и батарея Бретхеда. Эта бригада приняла активное участие в августовских кавалерийских операциях при наступлении Джесона на север, в захвате Манассаского железнодорожного депо и в продвижении Стюарта в Мэриленд, а также прикрывала отступление южан через Бунсборо после сражения при Саут Маунтейн. В ноябре 1862 года бригада Ли была реорганизована и в декабрьском победоносном сражении при Фредериксберге билась на левом фланге конфедератов, а потом участвовала в дерзких рейдах на Дамфриз и Фэрфакс Стейшн. В феврале 1863 года бригада Ли была переброшена в Калпепер для защиты верхнего течения реки Раппахэннок, что привело к бою с федералами Эверелла при Келлиз Форд, который Стюарт охарактеризовал как "одно из самых блестящих тактических достижений этой войны". В сражении при Чанселлорсвилле кавалеристы Фитцхью Ли прикрывали маневр пехоты Джексона на правый фланг северян. С началом Пенсильванской кампании 63-го года, во время июньского рейда Стюарта, Ли пленил часть бригады Кастера в Хэновере и успел к 3-му июля прибыть в Геттисберг и поучаствовать в финальной кавалерийской рубке.
3 августа 1863 года он был произведен в звание генерала-майора и принял командование одной из двух кавалерийских дивизий южан, во главе которой бился во 2-м сражении при Бренди Стейшн и нанес поражение "Росомахам" Кастера при Бакленд Миллз. После тяжелейшего противостояния Гранту в Уайлдернессе дивизия Фитцхью Ли возглавила наступление южан на Спотсилвейниа, а потом подвергла сомнению честь хваленого Шеридана при Хоуз Шоп, Колд Харбор и Тревилиэн Стейшн. Ли поддерживал передвижения Эрли в долине Шенандоа в августе 1864 года; 19 сентября 1864 года в бою у Уинчестера под Ли были убиты три лошади, а сам он тяжело ранен. После ранения Фитцхью Ли вернулся в строй лишь в январе 1865 года и сразу же принял командование над кавалерийскими частями Юга к северу от реки Джеймс. Он был назначен командующим кавалерией Армии Северной Вирджинии вместо израненного Хэмптона, но из уважения к старому рубаке не приступал к исполнению своих обязанностей в этом новом качестве вплоть до завершения осады Питерсберга. Последствия ранения помешали Ли принять реальное участие в сражении при Файв Форкс, но зато он был активным действующим лицом заключительного действия Гражданской войны - Аппоматтокской кампании. В день капитуляции он с частью своих кавалеристов прорвался через федеральные позиции, но все-таки был принужден к сдаче оружия два дня спустя, 11 апреля, в вирджинском городке Фармвилл.
После войны Фитцхью Ли занялся сельским хозяйством, а в 1885 году был избран на четырехлетний срок губернатором Вирджинии от Демократической партии. В 1896-1898 гг. он занимал должность генерального консула США в Гаване и проявил немало выдержки и такта в период, предшествующий американо-испанской войне. В 1898 году Фитцхью Ли поступает добровольцем на службу в армию США и в звании генерала-майора волонтеров командует 7-м корпусом на Кубе. С окончанием боевых действий Фитцхью Ли переводится в Миссури на пост командующего военным округом (департаментом). В 1901 году Фитцхью Ли увольняется из армии США в звании бригадного генерала и, отойдя от активной деятельности, мирно умирает в преклонном возрасте 28 апреля 1905 года в Вашингтоне, округ Колумбия. Фитцхью Ли оставил потомкам немало блестяще написанных мемуаров и исторических трудов, лучший из которых посвящен его легендарному дяде Роберту Э. Ли ("Генерал Ли", 1894).