Lili Taylor, 20 Şubat 1967'de Glencoe, Illinois'te altı çocuklu bir ailenin beşinci çocuğu olarak dünyaya gelen Taylor, New Trier Lisesi’nden 1985 yılında mezun olmuştur. Eğitimine DePaul Üniversitesi Tiyatro Okulu'nda devam etmiş ancak bir kural ihlali nedeniyle programdan ayrılmıştır. Ardından Piven Tiyatro Atölyesi'nde oyunculuk eğitimini sürdürmüştür.

Taylor, kariyerine 1988 yılında "Mystic Pizza" ve 1989 yılında "Say Anything..." filmleriyle başlamış, 1990'larda bağımsız sinemanın önde gelen isimlerinden biri olmuştur. "Dogfight" (1991), "Short Cuts" (1993), "The Addiction" (1995) ve "I Shot Andy Warhol" (1996) gibi filmlerde başroller üstlenmiştir. Bu dönemde dört kez Independent Spirit Ödülleri'ne aday gösterilmiş ve "Household Saints" (1993) ile En İyi Yardımcı Kadın Oyuncu ödülünü kazanmıştır. Aynı zamanda "Born on the Fourth of July" (1989), "Rudy" (1993), "The Haunting" (1999) ve "The Conjuring" (2013) gibi ana akım filmlerde de rol alarak geniş kitlelere ulaşmıştır.

Televizyonda ise HBO'nun "Six Feet Under" (2002-2005) dizisinde Lisa Kimmel Fisher karakteriyle dikkat çekmiş, "American Crime" (2015-2017) dizisindeki Anne Blaine rolüyle En İyi Kadın Oyuncu dalında Emmy adaylığı kazanmıştır. Ayrıca "The X-Files" (1998) ve "Almost Human" (2013-2014) gibi popüler yapımlarda yer almıştır. Sahne performanslarında da başarılı olan Taylor, Broadway'de Anton Çehov'un "Üç Kız Kardeş" (1997) ve "Marvin's Room" (2017) gibi oyunlarda sahne almıştır. Son yıllarda Taylor, "Maze Runner: The Scorch Trials" (2015), "Leatherface" (2017), "Paper Spiders" (2020), Manhunt (2024) ve "Outer Range" (2022-2024) gibi projelerde yer almıştır. Hem bağımsız sinema hem de büyük prodüksiyonlardaki çeşitliliğiyle kariyerini zenginleştiren bir oyuncu olmuştur.