Le groupe est initialement constitué des quatre sœurs les plus âgées d'une famille de 12 enfants originaire de Los Angeles, en Californie : Dianne dite Dee-Dee (née le ), Margaret Anne dite Peggy (née le ), Kathleen Mary dite Kathy (née le ) et Janet (née le ).
Le quatuor fait ses débuts dans le Lawrence Welk Show en 1955. De 1960 et 1964, Dianne, s’étant mariée, quitte le groupe avant de le réintégrer.
En 1969, les Lennon Sisters animent leur propre émission de variété, Jimmy Durante Presents the Lennon Sisters Hour. Dans les années 1970, elles se produisent aussi régulièrement dans le Andy Williams Show.
Quand Peggy quitte le groupe en 1999, la plus jeune des sœurs, Miriam Theresa dite Mimi (née le ), la remplace. Le quatuor devient trio au départ définitif de Dianne en 2001.