Dunham przez wiele lat cierpiała z powodu endometriozy – choroby polegającej na obecności błony śluzowej macicy (endometrium) poza jej jamą. Skutkami endometriozy są ból podczas współżycia, zaburzenia cyklu miesięcznego, obfite krwawienia i napięcie przedmiesiączkowe.
Aktorka, producentka i reżyserka była w związku ze swoją chorobą wielokrotnie hospitalizowana. W trakcie jednego z badań lekarze odkryli u niej jeszcze inne poważne wady:
Pomimo wycięcia macicy, Lena nie rezygnuje z bycia w przyszłości matką. Już teraz zapowiedziała, że – jeśli w jej jajnikach są komórki jajowe – to wykorzysta je i zatrudni surogatkę, która urodzi jej dziecko. Gwiazda bierze też pod uwagę adopcję.