Ketika duduk di bangku SMA, dia telah aktif di Ikatan Pelajar Putri Nahdlatul Ulama (IPPNU) dan KAPPI. Dia menjabat sebagai ketua 1. Lily wahid juga memindahkan IPPNU dari Yogyakarta ke Jakarta. Di usia 18 tahun, dia tampil di panggung bersama Husni Thamrin, tokoh muda penggerak massa yang sangat terkenal di masa peralihan.
Lily Wahid dikenal sebagai sosok perempuan yang cerdas. Setelah tamat SMA, dia diterima di Fakultas Kedokteran UI. Namun, kuliahnya hanya bertahan sampai tingkat III. Keinginannya menjadi dokter tidak terpenuhi karena menikah pada tahun 1970.
Dia kemudian terjun ke dunia politik dan menjadi anggota DPR periode 2009-2014 dari Partai Kebangkitan Bangsa (PKB) dari Daerah Pemilihan (Dapil) Jawa Timur II. Dia juga dipercaya menjabat Wakil Ketua Dewan Syuro DPP PKB.
Lily Wahid ditempatkan di Komisi I yang menangani Kementerian Luar Negeri Indonesia, Kementerian Komunikasi dan Informatika Indonesia, Badan Intelijen Negara (BIN) dan Kementerian Pertahanan dan TNI.
Nama Lily Wahid sebelumnya dikenal setelah mendukung kepengurusan PKB hasil Muktamar Ancol pada awal 2008. Muktamar tersebut menghasilkan keputusan menetapkan Ketua Umum Muhaimin Iskandar dan Sekjennya Lukman Edy.