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.
UEFA Women's Champions League
Chelsea
1 - 1
Olympique Lyonnais
Första halvlek
- 17'0 - 1Le Sommer
- 28'Henry
- 33'Cascarino
- 1 - 1Ji S Y34'
- Bachmann35'
- 35'Bouhaddi
Halvtid
- 46'FishlockBacha
Andra halvlek
- BlundellJ. Andersson57'
- EnglandBachmann62'
- 64'Fishlock
- 69'Van de SandenCascarino
- 72'Renard
- SpenceIngle77'
- 83'KumagaiHenry