Американская актриса, обладательница четырех премий «Эмми» и номинации на «Оскар».
Родилась в простой семье, после окончания школы поступила в Университет штата Детройт. Во время учебы там начала заниматься в актерском кружке, а позже стала выступать с комедийными номерами в местных клубах.
В середине 60-х Томлин переехала в Нью-Йорк, где начала сниматься на телевидении. В 1975 году сыграла свою первую роль в культовом фильме Роберта Олтмена «Нэшвилл», так началась ее актерская карьера, которая продолжается уже четвертое десятилетие.
Среди самых знаменитых фильмов Лили Томлин — «Позднее шоу» (1977), «Весь я» (1984), «Короткий монтаж» (1993) и «Компаньоны» (2006). Помимо кино актриса активно участвует в работе организации «В защиту прав животных».
В 2001 году Лили призналась, что является лесбиянкой и на протяжении последних 30 лет имеет отношения со своей коллегой Джейн Вагнер.