Lyon, med den norska stjärnan Ada Hegerberg i spetsen, hade 2-1 med sig från hemmaplan och det var också de som tog ledningen i London.
Efter en kvart slarvade både Magdalena Eriksson och Jonna Andersson innan bollen hamnade hos Lyons Delphine Cascarino innan Eugenie Le Sommer tilll slut gjorde 1-0.
– Det kommer billigt till där, de hade inte skapat något innan dess, säger Eriksson.
Chelsea svarade ganska snabbt genom en vacker frispark av So-Yun Ji, men trots att andra halvlek var Chelseas blev det aldrig mål. Dubbelmötet slutade därmed 3-2 till Lyon som har vunnit Champions League tre år i rad.
Eriksson spelade hela matchen medan Jonna Andersson blev utbytt. Hedvig Lindahl var bänkad till förmån för tyskan Ann-Katrin Berger. Arenan i London var nästan fullsatt då 6617 personer satt i publiken.
Lyon möter Barcelona i final efter att katalanerna slagit ut Fridolina Rolfös Bayern München i semfinal. För första gången sedan 2009 kommer det spelas en Champions League-final utan några svenskor i trupperna.
– Det är fantastiskt härligt att vara i en fjärde final i rad, säger Hegerberg till SVT Sport.