Лили Томлин е родена на 1 септември 1939 г. в Детройт, Мичиган, в семейството на Лили Мей (Форд) и Гай Томлин, които се преместват в Мичиган от Падука, Кентъки, по време на Голямата депресия. Майка ѝ е помощничка на медицинска сестра, а баща ѝ е работник във фабрика. През 1957 г. завършва техническата гимназия "Кас", а по-късно се записва в Държавния университет "Уейн". Започва кариера, като се занимава със стендъп комедия в нощни клубове в Детройт и Ню Йорк. Първата ѝ телевизионна изява е в "Шоуто на Мърв Грифин". След това има астрономически успех с няколко образа, особено с Ернестин, любопитна, снизходителна телефонна операторка, която обикновено се отнася с клиентите си без особена симпатия и уважение, в "Laugh-In" (1967 г.). Други забележителни персонажи са във филми, сред които Линея Рийз, пееща в госпъл майка на две глухи деца, която има връзка с женкар кънтри певец (в ролята (Кийт Карадайн) в "Нашвил" (1975) на Робърт Олтман, изпълнение, за което е номинирана за "Оскар". Вайълет Нюстед (Violet Newstead), която се присъединява към екранните си колежки (изиграни от Джейн Фонда и Доли Партън), за да отмъсти на техния чудовищен и сексистки шеф Франклин М. Харт-младши, (в ролята - Дабни Колман) в комедията "От девет до пет" (1980), "Невероятната свиваща се жена" (1981), Дорин Пигот в "Къси разфасовки" (1993) на Робърт Олтман, най-добрата приятелка на Шер и американска сънародничка Джорджи Рокуел в "С Мусолини" (1999), частен детектив и екзистенциалист Вивиан Джафе в I Heart Huckabees (2004) и кънтри-уестърн певицата Ронда Джонсън в последния филм на Робърт Олтман A Prairie Home Companion (2006). - И.И. превод