Steven Ellison nació en Los Ángeles y creció en el barrio de Winnetka de esa ciudad. Es nieto de Marilyn McLeod, la compositora y productora reconocida por coescribir éxitos como «Love Hangover» de Diana Ross y «Let Me Tickle Your Fancy» de Jermaine Jackson. Asimismo, es sobrino-nieto de los visionarios artistas de jazz Alice Coltrane (hermana de McLeod) y John Coltrane. Entre sus primos se encuentran Ravi y Oran Coltrane; este último fue quien lo introdujo en la producción de música electrónica y le proporcionó su primer equipo: una groovebox Roland MC-505. Aunque al principio se sintió atraído por el cine —de niño creaba videos en stop-motion con figuras de acción y una videocámara—, Ellison se graduó de la Escuela de Cine de Los Ángeles y más tarde estudió en la Academia de Arte de San Francisco. Tras una breve estancia en el Área de la Bahía, regresó a Los Ángeles y, en 2004, comenzó una pasantía en el sello Stones Throw de Peanut Butter Wolf, donde encontró fuentes de inspiración como J Dilla y Madlib. A lo largo de este período siguió desarrollando su propia música, sintiéndose especialmente atraído por el sampler Akai MPC. En respuesta a una convocatoria abierta del bloque de programación Adult Swim de Cartoon Network, presentó temas que pronto fueron licenciados para interludios y cortes publicitarios.

Ellison hizo su debut oficial como Flying Lotus en 2006, el mismo año en que se unió a Plug Research, una plataforma fundamental dentro de la emergente escena de beats de Los Ángeles. Su tema «Two Bottom Blues» apareció junto a contribuciones de colegas ya consolidados, como Daedelus, Sa-Ra y Georgia Anne Muldrow, en el álbum Carlos Niño Presents the Sound of L.A.. Meses más tarde, presentó un remix para La Ninja: Amor and Other Dreams de Mia Doi Todd. En octubre de ese año, Plug Research lanzó 1983, el primer álbum de Ellison. Titulado con el año de su nacimiento, fue grabado en su mayor parte en solitario, salvo por la cósmica «Unexpected Delight», que contó con la voz de Laura Darlington —una colaboradora habitual en los años siguientes—. Recibió un destacado apoyo inicial del DJ de la BBC Gilles Peterson. Al año siguiente, la institución del underground británico Warp Records fichó a Ellison y lanzó el EP Reset —otro lanzamiento de octubre— en el que su sonido se volvió más distintivo; Andreya Triana se unió a él en el embriagador tema inicial «Tea Leaf Dancers», una de sus primeras canciones emblemáticas.

Para entonces, Ellison se había convertido en una figura clave en la escena en torno a Low End Theory, una noche semanal en un club —y un punto de encuentro informal para aspirantes a creadores de beats y músicos— que se celebraba en el barrio de Lincoln Heights, en Los Ángeles. El impulso local y la creciente atención internacional convirtieron su primer LP con Warp en un hito subcultural. El álbum, acertadamente titulado Los Angeles, salió a la venta en junio de 2008, debutó en el puesto 16 de la lista de álbumes de dance y música electrónica de Billboard y, más tarde, fue mencionado por múltiples publicaciones como uno de los lanzamientos más destacados del año. Ellison incorporó voces de Laura Darlington, Gonjasufi y Dolly, al tiempo que recibió ayuda en la coproducción de otros californianos nativos y residentes en Los Ángeles. Tres de ellos —Gaslamp Killer, Samiyam y MatthewDavid— pronto contribuyeron al catálogo del sello Brainfeeder de Ellison, lanzado ese mismo año y que lleva el nombre de la canción inicial del álbum. Para agosto de 2009, Warp también había publicado L.A. EP 1 X 3, L.A. EP 2 X 3 y L.A. EP 3 X 3, una trilogía de lanzamientos breves que contenían material inédito y remixes. Uno de los remixes fue obra de Martyn, quien más tarde se convertiría en artista de Brainfeeder, lo que subraya el temprano interés de Ellison por el dubstep precomercial. Por ese mismo período, remezcló un tema de Martyn e hizo sus primeras apariciones en el sello Hyperdub.

Una de las influencias formativas clave de Ellison fue el rap de la Costa Oeste —en particular el G-funk—, que fusionaba la programación con la instrumentación en vivo. En su siguiente álbum llevó esa idea al máximo, aunque el resultado se acercó más al jazz eléctrico de vanguardia moderno que a los clásicos del lowrider. Lanzado en mayo de 2010, Cosmogramma marcó un hito para Ellison, y contó con la participación de instrumentistas como el bajista y vocalista Thundercat, el violinista y arreglista Miguel Atwood-Ferguson, la arpista Rebekah Raff y su primo, el saxofonista tenor Ravi Coltrane. Darlington, Niki Randa y Thom Yorke, de Radiohead, contribuyeron con voces en diferentes temas. Igualmente significativo fue que Ellison incorporó sonidos capturados en equipos médicos de la habitación de hospital de su madre, donde ella falleció poco antes de que el álbum tomara forma. Aunque esas grabaciones no están tan en primer plano como, por ejemplo, una línea de bajo de Thundercat, el peso de esas emociones impregna toda la obra. Cosmogramma alcanzó el tercer lugar en la lista de álbumes de dance/electrónica y se convirtió en el primer álbum de Flying Lotus en ingresar al Billboard 200, llegando al puesto 88. El EP posterior, Pattern+Grid World, apareció varios meses después.

Until the Quiet Comes, el atmosférico cuarto álbum de Flying Lotus, llegó en septiembre de 2012. Aunque más espacioso y sencillo que Cosmogramma, contó nuevamente con Thundercat, otros artistas afiliados a Brainfeeder como los teclistas Austin Peralta y Brandon Coleman, y Atwood-Ferguson. Darlington, Randa y Yorke volvieron a aportar voces etéreas, a las que esta vez se unió Erykah Badu. El álbum entró en el Top 40 de la lista Billboard 200 en el puesto 34 y estuvo a punto de encabezar la lista de música dance/electrónica. Ellison dio entonces un giro drástico en la dirección opuesta y alcanzó nuevas cotas de reconocimiento con su proyecto posterior. You’re Dead!, lanzado en octubre de 2014, contó con muchos de los mismos músicos de sesión —a los que se sumaron Herbie Hancock, la prometedora incorporación a Brainfeeder Kamasi Washington, Snoop Dogg y el propio Ellison bajo su alias de rapero Captain Murphy— e intensificó la energía. El agresivo LP llegó al Top 20 de la lista Billboard 200 y encabezó la lista de álbumes de Dance/Electrónica. «Never Catch Me», con la colaboración de Kendrick Lamar, obtuvo una nominación al Grammy a la Mejor Grabación de Dance. Ellison también había coproducido «Wesley’s Theory» para el álbum To Pimp a Butterfly de Lamar, candidato a Álbum del Año, lo que le valió una segunda nominación.

Brainfeeder se expandió naturalmente hacia la producción cinematográfica, comenzando con el cortometraje de comedia de terror biológico Royal y el largometraje de 2017 Kuso, ambos dirigidos (y con banda sonora compuesta) por Ellison. Flying Lotus también recibió crédito por la música del cortometraje Blade Runner Black Out 2022, entre otros proyectos visuales que surgieron a mediados y finales de la década de 2010. Ellison puso fin al intervalo más largo entre álbumes de Flying Lotus en mayo de 2019 con Flamagra. Compuesto a lo largo de los años transcurridos, el álbum contó con la participación de George Clinton, artista de Brainfeeder, además de Solange, Anderson .Paak, Shabazz Palaces y Tierra Whack, entre muchos otros invitados. El director David Lynch desempeñó un papel central, aportando una narrativa sobre un infierno que amenazaba a un vecindario. Flamagra se convirtió en el segundo álbum de Flying Lotus en encabezar la lista de álbumes de dance/electrónica y debutó en el puesto 45 del Billboard 200. Continuó su estrecha colaboración con Thundercat en el álbum de 2020 del bajista, It Is What It Is; este ganó un Grammy al Mejor Álbum de R&B Progresivo, y ese mismo año Ellison fue nominado a Productor del Año, No Clásico.

Al volver al mundo del cine, Ellison compuso la banda sonora de la serie de anime de Netflix de 2021 Yasuke, centrada en un samurái negro del siglo XVI. « En 2022 salió a la luz “The Room”, un sencillo de neo-soul con la participación del cantante Devin Tracy; ese mismo año, Ellison coescribió, dirigió y compuso la banda sonora del segmento “Ozzy’s Dungeon” de la película antológica de terror V/H/S/99. En 2023, él y Smoke DZA se unieron para lanzar Flying Objects, un EP que contó con la participación de Black Thought, Estelle y Conway the Machine. Sin dejar de inspirarse en David Lynch —en particular en «Twin Peaks»—, Ellison regresó en 2024 con el single «Garmonbozia», en el que cantaba sobre estar confinado en «la habitación roja». El 6 de marzo de 2026, Ellison lanzó el EP «Big Mama».