Благодаря связям мужа Лил попала в мир кино. Первую заметную роль она получила в 1916 году. В 1919 году актриса снялась в двух фильмах Фрица Ланга. Большую известность принесла ей главная женская роль в фильме Роберта Вине «Кабинет доктора Калигари».
Позже Лил Даговер снялась в многочисленных немых фильмах 1920-х годов, поставленных режиссёрами Фрицем Лангом, Фридрихом Вильгельмом Мурнау и другими мастерами, в которых актриса исполняла амплуа «светской дамы».
В 1920 году Лил Даговер разводится с Фрицем Дагофером. В 1926 она выходит вновь замуж, за кинопродюсера Георга Витта.
Параллельно со съёмками в кинематографе, актриса много работает также и в театре — например, у Макса Рейнхардта в берлинском Deutsches Theater, участвует в ежегодных Зальцбургских фестивалях.
Карьера Лил Даговер была успешной и в гитлеровской Германии (в 1944 году получила "Крест Военных заслуг" за выступления на Восточном фронте ), и в послевоенное время. Большим успехом актрисы стала роль в поставленном в 1961 году по новелле Эдгара Уоллеса фильме «Странная графиня». Лил Даговер снималась в кино вплоть до конца 70-х годов ХХ столетия.