Лили впервые появилась на экране в возрасте двух лет, сыграв в эпизоде сериала "Growing Pains" . Когда ей было 5, семья переехала в Соединенные Штаты , где она начала выступать в театре при Молодежной академии драматического искусства. Будучи подростком, Лили написала статью (под названием "NY Confidential" ) для британского журнала "Elle Girl", а так же писала для журналов "Seventeen", "Teen Vogue", "Los Angeles Times".
В 2007 году была приглашена французским домом моды "Chanel" на благотворительный бал в Париже. В 2008 году была выбрана испанским журналом "Glamour" как "Лучшая модель мира", а ее фотография украсила обложку апрельского номера журнала в 2009 году. За год до этого Лили получила премию "Young Hollywood" в номинации "Новые лица на красной ковровой дорожке", а также попала в список журнала Maxim как одна из двадцати "Самых сексуальных дочерей рок-звезд".
Свою карьеру актрисы начала с появления в двух эпизодах сериала "90210". В 2008 году она принимала участие в предвыборной кампании, будучи гостем на шоу канала Nickelodeon "Kids Pick the President". В 2009 году Лили сыграла дочь героини Сандры Баллок в нашумевшем фильме "Blind Side", а также получила роль племянницы воинственного служителя церкви в триллере "Priest". На этот раз ее партнером по съемочной площадке стал соотечественник Пол Беттани. Недавно стало известно, что Лили примет участие в экранизации бестселлера Кассандры Клэр под названием "Mortal Instruments".
На съемках экшена "Abduction" актриса встретила Тэйлора Лотнера, одного из главных актеров вампирской саги "Twilight". Несмотря на юный возраст новых звезд Голливуда, страсти между ними разгорались нешуточные. По признанию самой Лили, она не собиралась влюбляться, к тому же у нее на тот момент был молодой человек – каскадер, занятый на съемках нового проекта Стивена Спилберга в Нью-Мехико.