Née à Détroit Lily Tomlin se destine dans un premier temps à la médecine dont elle suit les quelques années d'études avant de tout plaquer pour les feux de la rampes. On lui offre un rôle récurrent dans la série comique "Rowan and Martin's laugh-In" pour laquelle elle crée une kyrielle de personnages qui feront sa réputation et qu'elle reprendra sur scène. Elle se fait rapidement un nom ainsi qu'à la télévision avant de faire tout naturellement ses premiers pas sur grand écran en 1975. Elle interprète la mère d'un enfant mal entendant dans Nashville de Robert Altman.