Лили Дональдсон родилась в Англии, в семье фотографа Мэтью Дональдсона и его жены Тиффани. Училась в Кэмденской школе для девочек (англ. . В 2003 году, во время похода по магазинам на Лили обратил внимание один из представителей модельного агентства Select Model Management2 . Менее, чем через год Дональдсон подписала контракт на участие в рекламных кампаниях таких брендов, как Miss Sixty, Jil Sander, Burberry и Dolce & Gabbana, а также появилась на обложке британской версии журнала Vogue3 . В 2005 году Лили была номинирована на соискание премии British Fashion Awards как лучшая модель, но награда в итоге досталась Карен Элсон2 .
В дальнейшем Лили участвовала в нью-йоркской, парижской, миланской неделях моды, демонстрируя на подиуме творения таких модных домов, как Christian Lacroix, Donna Karan, Christian Dior, Chanel, Michael Kors, Marc Jacobs и многих других. Также позировала для журналов Num ro, Harper's Bazaar, W, i-D, V Magazine, британского, японского, итальянского, французского Vogue, становилась «лицом» Jil Sander, Lanvin, Christian Dior, Mulberry, MaxMara, Gucci3 .