Rozpoczęła swą karierę na scenach Europy w wieku 19 lat. Zawarła przyjaźń z Marleną Dietrich, aktorką z Niemiec. Zanim trafiła do USA, aby tam spróbować swych sił w bardziej intratnych filmach, grywała w produkcjach francuskich i niemieckich. Jej amerykańskim debiutem był obraz "Mosty San Luis Rey", nadal pojawiała się też w filmach europejskich. Wiele z jej występów pozostawało prawie niezauważonymi. W 1936 zagrała w "Devil On Horseback". Rok wcześniej poślubiła Errola Flynna, pomagając mu przy okazji stać się gwiazdą. Nie byli jednak dobraną parą i rozwiedli się w 1942. Mieli syna Seana (zaginął w 1970 roku podczas wojny w Wietnamie). W owym czasie kariera Lili legła w guzach. Nie dostawała już żadnych ról. Po raz ostatni zagrała w 1954 roku w remake'u swego dawnego filmu "Devil On Horseback". Aktorka zmarła na chorobę Alzheimera w Palm Beach na Florydzie w wieku 89 lat. Jej grób znajduje się na Oakland Cemetery w Fort Dodge w stanie Iowa.