Lucie Bartholomäi begann ihre musikalische Ausbildung im Alter von 5 Jahren. Schon früh wurde sie in die Begabtenklasse des Freistaates Sachsen aufgenommen und an die Hochschule für Musik und Theater in Leipzig empfohlen. Nach erfolgreich bestandener Aufnahmeprüfung studierte sie bereits mit 11 Jahren in der Klasse von Friedemann Wezel, der bis 2023 ihr Lehrer und Mentor blieb. Derzeit studiert sie an der Hochschule für Musik und Theater in München bei Ingolf Turban und Pinchas Adt.

Als Stipendiatin der Internationalen Musikakademie in Liechtenstein nimmt sie regelmäßig an den dort stattfindenden Intensiv-Wochen teil. Sie besuchte Meisterkurse bei Tanja Becker Bender, Elisabeth Kufferath, Lucie Robert sowie Adelina Oprean und erhielt weitere musikalische Impulse bei David Watkin, Jack Liebeck, Linus Roth, Veronika Eberle, Tobias Feldmann, Tianwa Yang, Boris Kusnezow und Caspar Frantz.

Lucie Bartholomäi konzertierte als Solistin bereits im Alter von 10 Jahren unter anderem mit der Vogtland Philharmonie und der Erzgebirgischen Philharmonie. Ihre künstlerische Vielseitigkeit zeigt sich in wiederholten Einladungen zu Festivals, wie dem Leipziger Bachfest oder den Graun Festspielen der Kulturreise Elbe-Elster. Außerdem konzertierte sie bei den Festspielen Mecklenburg Vorpommern, den Holzhauser Musiktagen und sie spielte Konzerte in Tschechien, Liechtenstein, Frankreich und Südafrika.