Модельная карьера
Первым успехом в её карьере стала фотосессия для итальянской версии журнала Vogue, на которую Лили пригласил знаменитый фотограф Стивен Мейзел (англ.). Позднее Коул неоднократно появлялась на обложках самых известных журналов мод: Vogue (США, Италия, Великобритания, Япония, Республика Корея), Citizen K, Numеro, V. В ноябре 2004 года на церемонии British Fashion Awards Лили Коул была названа «Моделью года».
Лили принимала участие в рекламных кампаниях таких брендов, как Chanel, Christian Lacroix, Hermès, Longchamp, Cacharel, Topshop и Anna Sui Cosmetics, а также представляла парфюм «I Love Love by Moschino». Среди дизайнеров, чьи модели одежды она демонстрировала на подиуме, Chanel, DKNY, Jean Paul Gaultier, Versace, Alexander McQueen, John Galliano, Louis Vuitton и многие другие. Её друзья в мире моды — дизайнер и журналист Филип Колберт (англ. Philip Colbert) и модели Джемма Ворд и Эрин О’Коннор (англ. Erin O'Connor).
Кинокарьера
В феврале 2006 года стало известно, что музыкант Мэрилин Мэнсон планирует задействовать Лили Коул в качестве актрисы в фильме «Фантасмагория: Видения Льюиса Кэрролла». Ей была предложена роль Алисы.
В апреле 2007 года было объявлено, что Лили получила роль Полли в картине «Одноклассницы» (англ. St. Trinian's), где кроме неё были заняты такие актёры, как Руперт Эверетт, Колин Фёрт, Джоди Уиттэкер и Стивен Фрай.
В одном из последних фильмов режиссёра Терри Гиллиама «Воображариум доктора Парнасса» Лили исполнила роль Валентины, дочери главного героя, а в фильме 2009 года «Гнев» Коул предстаёт в привычном ей образе супермодели.
Воображариум доктора Парнаса
Разве все мужчины – педофилы?
Церемония закрытия летних XXX Олимпийских игр
Сентябрьский номер
T Берет: Бруклин '09 Эпизод 2
Церемония вручения премии MTV Europe Music Awards 2007