שמעון נולדה וגדלה ברמת גן כבת בכורה ולה שלושה אחים קטנים בהם השחקנית סיון נועם שמעון. היא החלה לרקוד בגיל שלוש, ובגיל 12 הצטרפה ללהקת המחול "בת-דור". כמו כן, למדה במגמת המחול של תיכון "בליך". ב-1993 השתתפה שמעון בקלטת הווידאו לילדים "אצלנו בפסנתר" לצד מיקי קם, חיים צינוביץ ורינת גבאי. שמעון לא שירתה בצה"ל ובמקום זאת היא החלה ללמוד באקדמיה לבלט המלכותי שבאמסטרדם ולמדה משחק בארצות הברית. [דרוש מקור] בשנת 2005 זכתה לחשיפה ראשונה, כשהצטרפה לקבוצת המתמודדים של תוכנית המציאות של "קשת", "נולד לרקוד". היא הגיעה בתוכנית למקום השישי, לאחר שהודחה בשלב חצי-הגמר. מיד לאחר הדחתה, השתתפה במופע של עידו תדמור, "רוקד". בתחילת 2006 הצטרפה לסדרת הטלוויזיה "השיר שלנו", בה שיחקה בעונות השלישית והרביעית את דמותה של שירי גולד, זמרת צעירה בלהקה צבאית. בסוף אותה שנה החלה להיות הפרזנטורית של "נטורל פורמולה". ב-2012 השתתפה בסדרת הילדים "יומני החופש הגדול". בשנת 2011 החליפה את יעל בר זוהר בתפקידה בהצגה "לילה לא שקט" המבוססת על שיריו של שלמה ארצי. באותה שנה גם השתתפה בהצגות "שיקגו" ו"שלוש אחיות" במסגרת לימודיה בסטודיו למשחק של יורם לוינשטיין, ובסרט "השוטר". בינואר 2012 הוצגה הצגת הבכורה של "קומדיה של טעויות" של ויליאם שייקספיר, בהפקת התיאטרון הקאמרי, בה הופיעה שמעון. ב-2012 הופיעה גם בתפקיד רוחל'ה בהצגה "סטמפניו" בתיאטרון הקאמרי. ב-2014 הופיעה בתפקיד הבתולה ב"דבר מצחיק קרה" בתיאטרון הקאמרי ובהצגה "הפושעים החדשים" של התיאטרון הקאמרי. במהלך 2016 החלה להשתתף במחזמר "סיפור הפרברים" בתיאטרון הקאמרי בתפקיד אניטה. באותה שנה גם יצא לאקרנים הסרט "לב שקט מאוד" שביים איתן ענר, בו שיחקה. משנת 2015 היא משחקת בסדרת הדרמה "פאודה" שם היא מגלמת את נורית, קצינת מודיעין ולוחמת ביחידת המסתערבים. תפקידה בסדרה העניק לה מועמדות ראשונה בקטגוריית "השחקנית הטובה ביותר" בטקס פרסי האקדמיה לטלוויזיה. בינואר 2020 הופיעה בתפקיד משני בסדרת מבית נטפליקס ששמה "איש הניסים". שנה אחר כך, החל שידורה של סדרת הטלוויזיה האמריקאית "Y: האיש האחרון", אשר מבוססת על הקומיקס "Y: האיש האחרון, בה שמעון גילמה את דמותה של הרמטכ"לית צאלון ("אלטער"). בשנת 2020 החלה שמעון לשחק במחזמר "לא רק בלונדינית" בתפקיד ברוק וינדהאם, מאמנת הכושר. ב-2021 נטלה חלק במופע הפסטיגל. באותה שנה שיחקה בסדרה "עלומים" בכאן 11 בתפקיד מיטל מלכא. על תפקידה בסדרה קיבלה מועמדות נוספת בפרסי האקדמיה לטלוויזיה בקטגוריית "שחקנית המשנה הטובה ביותר". ב-2022 וב-2023 כיהנה כשופטת בסדרת הריאליטי "רוקדים עם כוכבים" בקשת 12. ב-2022 השתתפה בתפקיד אווה בעונה השנייה של של סדרת הנוער "סקיי" בערוץ TeenNick. בנובמבר 2022, לוהקה שמעון לסרט הפעולה האמריקאי "Dirty Angels" שביים מרטין קמפבל ומככבות לצדה אווה גרין הצרפתייה, רובי רוז האוסטרלית ומריה בקלובה הבולגריה. ב-2023 החלה לשחק (לסירוגין עם ענת מגן-שבו) את אביבה בעיבוד של תיאטרון הבימה לסרט "אביבה אהובתי".

במהלך מלחמת חרבות ברזל, כ-100 שחקנים מהבימה התכנסו בתיאטרון הלאומי בישראל לשאת תפילה לשחרור בני הערובה הישראלים. אירוע זה חל ב-6 בנובמבר 2023. לצד התפילה הוצג בכיכר מיצב אמנותי בשם "המיטות הריקות", פרי יצירתו של האמן והפסל ערן וובר. המיצג כלל כ-241 מיטות ריקות, המסמלות את מספר השבויים ובני הערובה המוחזקים בעזה. האירוע כלל הקראות והופעות מוזיקליות של שחקנים וזמרים שונים, ביניהם שמעון.

רונה לי בזוגיות עם הזמר לירז רוסו. מתגוררת ברמת גן.