Liam Wolverhamptonban, Angliában született 1993. augusztus 29-én, Geoff és Karen Payne harmadik gyermekeként. Két nővére van, Nicola és Ruth. Liam koraszülött volt, három héttel előbb született, aminek következtében számtalan egészségügyi problémával kellett megküzdenie. Élete első négy évet szinte a kórházban töltötte, ahol különböző vizsgálatokat végeztek rajta. Az orvosok észlelték, hogy az egyik veséje nem működik, és hogy enyhítsék fájdalmát, minden reggel és este 32 injekciót kapott, amíg gyerek volt. 2012-ben Liam Twitteren osztotta meg követőivel, hogy veséje ismét megfelelően funkcionál.

Korai évek 

Énekesi tehetségét hat éves korában kezdte kamatoztatni. Rokonainak énekelt, vagy pubokban karaokezott, ennek ellenére azonban olimpiai futó szeretett volna lenni, tagja volt a Bilston Atlétikai Klubnak is. Minden nap hajnali 5-kor kelt, hogy még iskolába indulás előtt lefusson 5 kilómétert. Álma 14 évesen ért véget, amikor nem került be az iskolai csapatba. Ekkor döntötte el, hogy teljes mértékben az éneklésre fog koncentrálni, noha továbbra is szerette focicsapatát, a West Bromwich Albiont.

Hangját 12 évesen kezdte tökéletesíteni, amikor csatlakozott a Pink Productionshoz, a wolverhamptoni előadóművészeti csoporthoz, aminek köszönhetően életében először valódi közönség előtt énekelhetett. 11.-es korában érettségizett le a St Peter's kollégiumban, majd a wolverhamptoni egyetemen kezdett zenét tanulni annak reményében, hogy még többet megtudjon erről az iparról.

Zenei karrier 

• X Factor

Liam már 2008-ban, mindössze 14 évesen is jelentkezett az X Factor-ba, ahol a Mentorok Házáig jutott, Simon Cowell azonban úgy érezte, Liam még nem áll készen, ezért hazaküldte és arra kérte, két évvel később térjen vissza. Liam úgy érezte, Simon jó döntést hozott, az élő showkat nézve ugyanis rájött, nem bírta volna az iramot. Egy évvel később ismét szeretett volna jelentkezni a versenybe, ám a korhatárt felemelték 16-ra.

Liam végül 2010-ben tért vissza, a meghallgatáson a "Cry Me a River"-t énekelte, melynek végén a közönség és Simon Cowell is állva ünnepelték. Mind a négy mentortól igent kapott. A táborban az Oasis egyik dalát, a "Stop Crying Your Heart Out"-ot énekelte, és bár három mentornak elnyerte a tetszését, Simon úgy gondolta, a produkció "egydimenziós" volt. Liam végül nem jutott tovább, ám kapott egy lehetőséget, mely szerint csapatban folytathatja, ha összeáll másik négy sráccal - Harry Styles-szal, Louis Tomlinsonnal, Niall Horannel és Zayn Malikkel. Így alakult meg a One Direction, akik végül a harmadik helyen végeztek.

• One Direction

Miután Simon Cowell Syco Entertainment-je 2010-ben leszerződtette a fiúkat, 2011-ben meg is jelent első lemezük „Up All Night” címmel. Ezt követte a második album 2012-ben, ami a „Take Me Home” nevet viseli. 2013 augusztusában került bemutatásra a Morgan Spurlock által rendezett „One Direction: This Is Us” című dokumentumfilm, ami a srácok eddigi karrierjét, életét mutatja be. A film több, mint bruttó 30 millió dolláros bevételre tett szert csak az első hétvégén. A One Direction „Midnight Memories” nevű, harmadik albuma 2013. november 25-én jelent meg, ám ennél néhány nappal előbb az albumon szereplő összes dal kiszivárgott.

Magánélet 

Liam szülei a mai napig együtt vannak. Két nővére van, Nicola és Ruth. Van két teknőse és egy kutyája, Loki.

2010-2013-ig volt együtt Danielle Peazerrel, akivel az X Factornak köszönhetően találkozott, majd 2013 augusztusa óta alkot egy párt jelenlegi barátnőjével, Sophia Smith-szel.