Лилия Толмачёва — советская и российская актриса театра и кино, режиссёр, народная артистка РСФСР (1981).
Лилия Толмачёва родилась, по одним данным, в Саратове, по другим — в селе Руднево Волгоградской области, в семье педагогов.
Лилия Толмачёва в молодости
После окончания школы поступила в Школу-студию МХАТ, на курс Виктора Яковлевича Станицына. Школу-студию окончила в 1950 году. С 1952 года служила в Саратовском ТЮЗе, в 1955—1956 годах — в Театре имени Моссовета.
С 1956 года Лилия Толмачёва являлась актрисой театра «Современник». В спектакле, с которого началась история «Современника» — «Вечно живые» по пьесе В. С. Розова, сыграла одну из главных ролей — Ирину Бороздину. С первых лет существования театра Толмачёва была одной из ведущих его актрис, играла скопидомку Леночку и преуспевающую Агнию Шабину в спектаклях по пьесам Розова «В поисках радости» и «Традиционный сбор», Тамару в «Пяти вечерах» и Надю в «Старшей сестре» А. Володина, Женщину, которую Он любил в «Четвёртом» К. Симонова. Среди лучших ролей — Елизавета Александровна в «Обыкновенной истории» И. Гончарова и Милда в «Крутом маршруте» Е. Гинзбург.
С конца 1970-х Толмачёва вплотную занялась режиссурой, как и ряд других ведущих артистов театра. В 1977 году, по поручению Галины Волчек, поставила спектакль «Фантазии Фарятьева» Аллы Соколовой со Станиславом Садальским в главной роли, в 1978 — «Генриха IV» Луиджи Пиранделло, а в 1980 году, по приглашению Олега Ефремова, — «Всё кончено» Эдварда Олби во МХАТе с Марией Бабановой (спектакль был записан для телевидения).
Скончалась в Москве после продолжительной болезни ночью 25 августа 2013 года на 82-м году жизни. Похоронена 29 августа 2013 года на Ваганьковском кладбище.