Rodila se je 18. avgusta 1921 v Moskvi, Ruska SFSR, Sovjetska zveza. Leteti je začela pri 15 letih in leta 1940 diplomirala na letalski šoli Nacionalne tehnične univerze v Hersonu. Opravila je tudi dodatni tečaj navigacije.
Na začetku druge svetovne vojne je zaprosila za bojno dolžnost, a so ji prošnjo zavrnili, ker se ženskam ni smelo bojevati. Vendar sta ona in Marina Raskova še naprej pošiljali svoje prošnje vladi, dokler sam Jožef Stalin ni odredil ustanovitve 586. lovskega letalskega polka, samo ženske lovske enote.
Nato je postala lovski pilot v sovjetskih zračnih silah. Dodeljena je bila v 586. lovski letalski polk, ki mu je poveljevala Marina Raskova. Letela je na bojnih misijah proti Nemcem v bitki za Stalingrad in bitki pri Kursku, pripisali so ji 12 solo ubojev in 4 skupne uboje.
Ubita je bila 1. avgusta 1943 po opravljeni 180. bojni nalogi, ko je njeno letalo sestrelilo protiletalsko streljanje blizu Krasnega Luča. Posmrtno je prejela naziv Heroja Sovjetske zveze.
Skupaj je Lily opravila okoli 265 bojnih misij in dosegla 16 samostojnih zmag. Postala je simbol domoljubja in poguma za mnoge ženske v Sovjetski zvezi in njena zgodba še danes navdihuje ljudi.