Примата на българската естрада Лили Иванова е родена на 24 април 1939 г. в гр. Кубрат.  В кръщелното свидетелство е записана като Лиляна Иванова Петрова.

От 1961 г. развива непрекъсната изпълнителска и концертна дейност, записва песни и албуми, има медийни изяви, участва в телевизионни програми, снима се във видеоклипове. В знак на уважение за приноса си към българската популярна музика понякога е наричана .

Семейството на Лили Иванова обича музиката. Дядо ѝ и вуйчо ѝ – по майчина линия – свирят на цигулка много добре. Майка ѝ обича да пее популярни за времето си песни, макар и само вкъщи, а баща ѝ – руски песни.

През 1956 г. Лили Иванова започва да учи в Медицинския техникум за медицински сестри и акушерки в гр. Сталин (както тогава се нарича Варна) за медицинска сестра – престижна за времето си професия, а и техникумът е недалеч от Кубрат. Първите данни за изяви пред публика на Лили Иванова са от 1956 – 57 г., когато тя изпълнява популярни песни на организираните в техникума „вътрешни фестивали“, за което свиделства Жени Стоилова, класната ѝ ръководителка. Под ръководството на учителя по музика Христо Иванджиков Лили Иванова също участва с пеене и свирене на акордеон в малки непрофесионални състави, т. нар. „агитки“, които изпълняват руски песни пред моряци, в други училища и при различни тържества, като така си спечелва известността на местна певица. След завършване разпределението ѝ за работа е за психиатричната болница в гр. Бяла, но с ходатайството на баща си около 1959 г. младата медицинска сестра започва работа в болницата в гр. Кубрат.

През 1960 г., докато все още работи като медицинска сестра, Лили Иванова пътува два пъти до София, за да опознае какви възможности за реализация би имала.
През 1961 г. певицата решава окончателно да се премести в София.

От Концертна дирекция включват певицата в турне, наречено „Естрада за всички“, в което участват фолклорни изпълнители с ръководител на оркестъра Стефан Демирев, трио „Устни хармоники Олимпия“ и др. Обичайна практика от този период е Концертна дирекция да ангажира изпълнителите в множество сборни участия, в които различни певци участват с по една или няколко песни в рамките на представления от типа на вариететна програма, в което се включват и фокусници, и танцьори. През 1962 г. певицата е включена в концерт на Вили Казасян и неговия състав „Студио В“ в концертна зала „България“. Основните ѝ участия през този период са като подгряваща певица в участията на оркестър „Мелодии“, в които утвърдените имена са Емил Димитров и Мария Косева. Те пеят в сградата на БИАД и из страната. Първото турне на певицата извън България е в Румъния заедно с този състав.
През 1964 г. в зала „Универсиада“ има концерт шведската рок-певица Джейн Сверт и групата „Северните тигри“. Лили Иванова пее в първата част на концерта, за първи път пред такава голяма публика.

Популярността на Лили Иванова се разраства след средата на 60-те години благодарение и на навлизащата тогава в дома на българина телевизия. Лили Иванова и Емил Димитров са най-често сниманите от телевизията български певци. През 1964 г. Хачо Бояджиев снима във Видин 3 нейни песни. Особено популярно става заснетото видео към песента „Събота вечер“, в което певицата управлява валяк, докаран от Перник на собствен ход за една седмица. С тях е фотографът Иво Хаджимишев, който заснема фотосесия, от която е избрана снимката за обложката на първата ѝ българска плоча.

През 1965 г. певицата се снима в игралния филм „Неспокоен дом“ на режисьора Рангел Вълчанов, в който в кабаре изпълнява песента „Cuore“ („Сърце“) на Рита Павоне.

През 1967 г. Балкантон издава втората дългосвиреща плоча на Лили Иванова – „Уличката малка“. Следва турне в Куба, като с нея пътуват и група оперни певци, сред които Юлия Винер-Ченишева и Павел Герджиков. Там Лили Иванова пее на редица концерти, включително и в хаванския театър „Амедео Роланд“.

През 1968 г. певицата за пореден път има голямо турне в СССР, обикаляйки Москва, Ленинград, Киев, Рига, Алма Ата, Новосибирск. На „Златния Орфей“ през същата година Лили Иванова представя „Лунната соната“ на Ангел Заберски. Участва и в IX Световен фестивал на младежта и студентите, както и на фестивал в Барселона с Бисер Киров, където печели отличия.

През 1969 г. се явява на третото издание на фестивала за грамофонни плочи и музикални издания с над 1 милион копия, където печели „Трофея на Мидем“. Същата година излиза албумът ѝ „Камино“.

През 1970 г. Лили Иванова отново се конкурира с чеха Карел Гот на фестивала в Атина, а сред другите силни изпълнители е германецът Бен Крамер. Със състезателната песен „Звезда“ на Александър Йосифов тя печели златната плоча. На фестивала в Атина присъства директорът на международния фестивал на естрадната песен в Рио де Жанейро. Той кани българската изпълнителка, като пожелава преди певицата да потегли към Бразилия, да снима филм с 12 песни в Лисабон, което тя прави. В Рио тя пее на стадион „Мара Казиньо“, побиращ около 30 000 души.

През 1970 г. Лили записва албума „Този свят е тъй прекрасен“, през 1972 година – двойния албум „Обичам те“, а през 1973 г. – „Вечност“ и „Панаири“.

След известно прекъсване след 1971 г. изпълнителката отново става честа участничка в телевизионни постановки и програми на Хачо Бояджиев. Българската национална телевизия осъществява няколко филма за изпълнителката, като първият е „Аз съм Лили“ от 1974 г.

През 1973 г. Лили Иванова заедно с Тончо Русев посещават фестивал в Чили, „Виня дел Мар“. Тя пее на 24-хиляден стадион.
Същата година посещава Париж за Втория международен конкурс за поп песни и изпълнители „Гран при“, откъдето също се прибира с награда. На „Златният Орфей“ през същата година Лили Иванова се запознава с гостуващия Хулио Иглесиас, а следващата 1974 г. печели „Голямата награда за изпълнител“.

Третият съпруг на Лили Иванова е Янчо Таков, син на партийния функционер от управлението на Тодор Живков Пеко Таков. Кумове са им Людмила Живкова и съпругът ѝ Иван Славков. Бракът не просъществува дълго. След развода (около 1975 г.) на изпълнителката са създадени проблеми с намирането на участия.

През 1975 г. е издадена първата биографична книга за певицата – „Нашата Лили“, съставена от Ивайла Вълкова и Марин Бончев, съдържаща множество фрагменти – спомени на нейни колеги, приятели и почитатели.

В средата на 70-те години Здравко Радоев ръководи оркестър „Маковете“, с който пее Лили Иванова. В оркестъра се включва като допълнителен китарист и певец Асен Гаргов, с когото певицата започва лична и професионална връзка, която продължава 16 години.

През 80-те години Лили Иванова има множество участия в Източна и Западна Германия.Там тя се изявява на много места, включително и в шоу програми като „Шареното котле“ и в нощни клубове, като от 1984 до 1990 г. има повече от 1600 участия на живо в ГДР. През 1987 г. певицата е официалният културен посланик на България по време на честванията на 750-годишнината на Берлин. След настъпването на икономически трудности в Германия и намаляването на ангажиментите изпълнителката се връща окончателно в България.

След 10 ноември 1989 г. Концертна дирекция е закрита, поради което вече няма кой да осигурява ангажименти на изпълнителите, както е било дотогава. Лили Иванова продължава да работи предимно по частни участия и партита с група от няколко музиканти. С нея взема участие Чочо Владовски, с когото тя работи 4 години. След кризата от 1996 г. тя не може повече да си позволи група и за известно време използва само синбек при участията си.

През 1993 г. е записан албумът „Хазарт“, а две години по-късно – „Готови ли сте за Любов?“. В средата на 90-те години изпълнителката започва отново да прави самостоятелни концерти.
През 2000 г. Лили Иванова издава албума „Ветрове“ и взема участие с песента „Камино“ в албума „Каналето и приятели“. През 2001 г. следва „Любовта е по-силна от всичко“, през 2002 г. – „The Best 1“, включва 6 песни в албума „Хитове по текстове на Асен Ошанов“ и издава един дуетен сингъл с Драго Драганов.

Първият брой на списание „Плейбой“ на български език, който излиза през април 2002 г., публикува еротична фотосесия на Лили Иванова, като снимките са направени от екипа на Васил Къркеланов.

През 2006 и 2009 г. без одобрението на певицата са публикувани две нейни неофициални биографии – „Просто Лили“ и „Лили. Един живот, една съдба…“. Лили Иванова публично протестира срещу двете издания – осъжда автора на първата книга, а по-късно, когато излиза втората, свиква пресконференция, на която заявява, че написаната книга е недостоверна и не отразява истината за нейния живот.

През 2007 и 2008 г. Лили Иванова прави големи концерти в „Зала 1“ на НДК, които са записани и излъчени от bTV. На 9 януари 2009 г. певицата изнася концерт в зала „Олимпия“ в Париж, с което сбъдва своя отдавнашна мечта.

На 6 юли 2009 г. Лили Иванова получава почетно офицерско звание полковник от медицинските служби на Българската армия и е наградена с хладно оръжие.

На 16 май 2015 г. Лили Иванова изнася концерт в зала „Troxy“ в Лондон, който е и нейният първи концерт в столицата на Великобритания. Концертът минава успешно и отзивите в медиите са единодушни: певицата за пореден път доказва високия си професионализъм.

В края на 2015 г. Лили Иванова продуцира и издава първата си антология, наречена „Невероятно“ и включваща 65 песни от репертоара на си, включени в 5 компактдиска и подбрани от нея. Песните в антологията са от периода 1964 – 1989 г. Повечето не са издавани на съвременен аудио носител. Издавани са на грамофонни плочи от „Балкантон“ и са от почти всички поети и композитори, от които Лили Иванова има песни.

През 2019 г. Лили Иванова записва албума си „Севдана“ на дългосвиреща грамофонна плоча и двоен компактдиск.