A Time, a People, az American Film és a The Advocate címlapján szerepelt. Több mint négy évtizede szerepel a filmvásznon, a kis képernyőn, a komédiaklubokban és a színpadon. Lily Tomlin az amerikai komédia egyik alapműve. Leginkább életnagyságú és mégis hihető karaktereiről ismert, sokan emlékeznek rá a Rowan és Martin’s Laugh-In című tévésorozatból, ahol Tomlin mutatta be a nézőknek Ernestine-t, a csípős telefonközpontost és Edith Annt, a kislányt, aki a nagy székben ülve úgy mondja el a dolgokat, ahogyan látja. Leleményessége és az ilyen szerethető, nevetséges karakterek megalkotásához való érzéke egy életre szóló rajongótábort szerzett neki
Tomlin karrierjének másik csúcspontja (nézz utána a “hosszú életű” szónak), amely talán a legátfogóbban érzékelteti tehetségét, a hosszú ideje futó off-Broadway show-ja, a The Search for Signs of Intelligent Life in the Universe, amelyben együtt dolgozott partnerével a showbizniszben és az életben, Jane Wagnerrel, és 1986-ban elnyerte a legjobb színésznőnek járó Tony-díjat. A show-t annyira ünnepelték, hogy 2000-ben egy második előadásra is felújították. Film is készült belőle (amelynek forgatásáról 1986-ban dokumentumfilmet forgattak, egyszerűen Lily Tomlin címmel), és könyv formájában is kiadták. A sorozatban Tomlin rengeteg karaktert alakít, a táskás hölgytől a szorongó punk rock tinédzserig.
Lily Tomlin nem egy hagyományos főszereplőnő, mégis sikerült amerikaiak millióinak szívét és képzeletét meghódítania olyan kasszasikerekben, mint a 9 to 5 Dolly Partonnal és Jane Fondával, az All of Me Steve Martinnal és a Big Business Bette Midlerrel. És ki tudná elfelejteni Lily Tomlint A hihetetlenül zsugorodó nő 80-as évekbeli remake-jében, amelyben egyszerre játszotta az eltűnőben lévő háziasszonyt és a javíthatatlan szuperfogyasztó Mrs. Judy Beasley-t?
A kasszasikeres vígjátékok sorozata előtt Tomlint Oscar-díjra jelölték a Robert Altman által rendezett Nashville-ben nyújtott drámai szerepéért. Később Tomlin újra összeállt Altmannal a díjnyertes Short Cuts című filmben, ahol Tom Waitsszel játszott együtt. Emellett Lily Tomlin játszotta Miss Jane karakterét a The Beverly Hillbillies remake-jében, két animációs különkiadást készített Edith Ann karaktere körül (aki a Szezám utcában és a Saturday Night Live-ban is vendégszerepelt), és állandó szerepet kapott a Murphy Brownban Kay Carter-Shepley, az új FYI-producer szerepében.
A ’70-es években, amikor Tomlin éjszakai klubokban turnézott, egy sor hangfelvételt készített, köztük a This Is a Recording, a That’s the Truth és a Modern Scream címűeket. Mielőtt komikus karriert futott volna be, Lily Tomlin (született Mary Jean) a detroiti Wayne Állami Egyetemre járt.