Lilli Palmer, née Lilli Marie Peiser à Posen, aujourd'hui Poznañ en Pologne et morte à Los Angeles, est une actrice allemande, qui fut également artiste peintre et écrivain.
Son père, Alfred Peiser, était médecin-chef à l'hôpital juif de Berlin et sa mère, Rose Lissmann, avait été actrice de théâtre avant ses fiançailles. Lilli avait une sœur aînée, l'actrice et chanteuse Irene Prador, et une sœur cadette, Hilde. Quand Lilli Palmer eut quatre ans, sa famille s'installa à Berlin-Charlottenburg, où une plaque commémorative orne aujourd'hui leur maison.
Son père, qui voulait que Lilli devienne médecin, lui fit passer l'abitur à la Waldschule de Charlottenbourg, mais elle voulait à tout prix devenir actrice. Elle alla donc le matin au lycée et suivit l'après-midi des cours de théâtre auprès de Ilka Grüning et de Lucie Höflich. En 1932, elle débuta au Hessischer Landestheater de Darmstadt. En 1934, n'ayant plus le droit de travailler en Allemagne à cause de ses origines juives, elle se produisit avec sa sœur Irene sous le nom de « Sœurs Viennoises » dans diverses boîtes de nuit. Un peu plus tard, elles s'installèrent à Londres, où Lilli joua le rôle féminin principal dans Crime Unlimited et obtint ainsi son premier contrat avec une maison de production britannique. En 1936, elle joua un rôle secondaire dans Quatre de l'espionnage d'Alfred Hitchcock.