Лили Иванова е завършила училище за медицински сестри през Варна и работи като медицинска сестра за много кратко време.
Кариерата й на певица започва в началото на 60-те години. Тя постига признание през 1963 г. като певица с вариетето в хотел "Амбасадор" и театър "Константин Танасе" в Букурещ. Местната публика обожава изгряващата звезда и местната телевизия излъчва 4 предавания на живо. Първият й албум "Amore Twist" е записан през същата година. Вторият й албум "Море от младост" е записан в България през 1967 г. и съдържа 11 песни. Третият й албум е записан в Москва през 1968 г. [Поет Лили Иванова (Лили Иванова пее), Melodia, 1968]. Албумът на Иванова "Камино" е записан от Българския Балкантон през 1968 г. Певицата все още изпълнява песента Камино, тъй като позволява пълния широк спектър на нейния глас.
Иванова печели първата си награда "Златен ключ" през 1966 г Братислава, Чехословакия. В следващите години тя получава над 10 международни награди и множество местни признания. През 1997 г. Международната асоциация на жените номинира Иванова за една от най-известните жени на 20 век. През 1999 г. Иванова беше отличена с най-високата българска държавна награда "Стара планина "медал, за приноса й в българската поп музика.
През 1981-1987 г. Иванова живее и изпълнява предимно в Германия. През тези години тя записва няколко албума: "Предупреждение" и немския "Kein Film War Schoner" през 1981 г., "Крикет" през 1982 г., дуетът с Асен Гаргов "Сърцето те избра" през 1983 г. Двойният албум "Искам Ти "излезе през 1984 г., последван от" Лили 86 "през 1986 г. и" Голяма сватба "през 1989 г.
През бурните 90-те Иванова успя да поддържа кариерата си. Тя записва 3 албума - "Хазарт" през 1993 г., "Готови ли сте за любов" през 1995 г. и "Private Matter" през 1998 година.
През 2000 г. тя вкара най-големия хит в кариерата си - песента "Ветрове". През следващите години Иванова участва в най-голямата зала за концерти и събития в България, в НДК.
На 9 януари 2009 г. тя постига най-високата чест за всеки певец - да участва в зала "Олимпия" в Париж.