Актриса появилась на свет в 1937 году 12 октября в городе Москва. В девичестве Лилия носила фамилию Журкина, но после своего первого замужества она взяла фамилию мужа - Иконникова. Ее первый муж был известный скульптор Олег Иконников. Однако первый брак Лилии оказался неудачным, и паре пришлось расстаться.
Вскоре она знакомится с талантливым атером Евгением Евстигнеевым, который сразу же покорил сердце Лилии, и вскоре они поженились. Многие утверждают, что своей карьерой Лилия Евстигнеева обязана своему мужу. Это подтверждается ее фильмографией. Практически во всех своих фильмах она снимается вместе со своим мужем Евгением. Актриса Евстигнеева Лилия снималась, в основном, во второстепенных ролях, поэтому особой карьерой такие роли назвать нельзя, и как догадываются многие, такая карьера и роли вместе с Евгением Евстигнеевым связаны с его ревностью и нежеланием расставаться с женой.
В мае 1968 года у семейства Евстигнеевых родилась дочь, которую родители решили назвать Маша. Мать решила дать ребенку театральное образование, что впоследствии помогло девочке сделать карьеру актрисы. Практически вся творческая карьера Лилии Евстигнеевой была связана с Московским Художественно Академическим Театром, именуемым в народе МХАТ. В 1062 году, будучи Журкиной, молодая актриса заканчивает студию МХАТа, а с 1975 по 1982 год она является его актрисой.
Однако актриса выступала еще и на сцене театра «Современник», но после того, как она вышла замуж за Евгения Евстигнеева, ей пришлось перейти в МХАТ. Это было связано с тем, что в Современнике играла и первая жена Евгения, а двум соперницам не было места на одной сцене. Именно с этим и связывают уход Лилии из «Современника».
После рождения ребенка Евстигнеева Лилия испытывает значительные неудобства и постоянные приступы раздражения. По словам Валентины Талызиной, которая дружила с Евстигнеевой, у актрисы начался нервный срыв, который сопровождался частыми запоями. Многие утверждают, что такое состояние было вызвано огромным успехом Евгения Евстигнеева, и второстепенными ролями Лилии. Позднее, с возрастом, актриса начала вымещать свои обиды на муже, но Евгений все стойко выдерживал, и не распалял скандалы еще больше.
В 1986 году Лилия Евстигнеева ушла из жизни. Сразу же стали возникать слухи о ее самоубийстве, но ни дочь Маша, ни сам Евгений Евстигнеев их не подтвердили.