2011年,莉莉·詹姆斯参演电视剧《应召女郎的秘密日记第四季》。
2012年,与莱诺拉·克里奇洛联合出演了剧情电影《女飞人》,饰演LisaTemple。同年,她在《诸神之怒》中出过镜。
2012年到2015年期间,莉莉·詹姆斯在《唐顿庄园》中饰演格兰瑟姆一家的外甥女——罗斯一角,和玛丽同为姐妹。
2013年5月,她确定出演迪士尼公司出品的电影《灰姑娘》女主角,凯特·布兰切特确定饰演其邪恶继母,该片于2015年3月13日上映。
2016年,莉莉·詹姆斯凭借《唐顿庄园》获得第22届美国演员工会奖最佳剧情类集体表演奖。同年,与杰克·休斯顿合作主演的电影《傲慢与偏见与僵尸》在美国上映。
2017年6月28日,与安塞尔·埃尔格特合作主演的电影《极盗车神》在美国院线上映。11月22日,与加里·奥德曼合作出演的电影《至暗时刻》在美国院线上映。
2018年4月20日,与格伦·鲍威尔合作主演的电影《根西岛文学与土豆皮馅饼俱乐部》在英国上映。4月21日,与泰莎·汤普森、詹姆斯·贝吉·戴尔合作出演的电影《LittleWoods》在翠贝卡电影节上映。同年,为电影《抱歉打扰》配音。7月20日,与梅丽尔·斯特里普、科林·费尔斯合作出演的电影《妈妈咪呀2:再次出发!》在美国上映。同年,确定主演由丹尼·博伊尔执导的音乐喜剧电影,该片预计2019年上映。
根西岛文学与土豆皮馅饼俱乐部2018
饰演JulietAshton导演迈克·内威尔主演杰西卡·布朗·芬德利,马修·古迪,格伦·鲍威尔
妈妈咪呀2:再次出发!2018
饰演YoungDonna导演OlParker主演克里斯汀·芭伦斯基,科林·费尔斯,梅丽尔·斯特里普
抱歉打扰2018
饰演Detroit'sWhiteBritishVoice(voice)导演BootsRiley
LittleWoods2018
饰演Deb导演NiaDaCosta主演泰莎·汤普森,詹姆斯·贝吉·戴尔,兰斯-里迪克
至暗时刻2017
饰演ElizabethLayton导演乔·赖特主演加里·奥德曼,本·门德尔森
极盗车神2017
饰演黛布拉导演埃德加·赖特主演安塞尔·埃尔格特,凯文·史派西,乔·哈姆
傲慢与偏见与僵尸2016
饰演ElizabethBennet导演布尔·斯蒂尔斯主演杰克·休斯顿,萨姆·赖利
灰姑娘2015
饰演Cinderella导演肯尼思·布拉纳主演凯特·布兰切特,理查德·麦登
燃情主厨2015
饰演Sara导演约翰·威尔斯主演布莱德利·库珀,西耶娜·米勒
诸神之怒2012
饰演Korrina导演
乔纳森·理贝斯曼主演萨姆·沃辛顿,连姆·尼森,拉尔夫·费因斯
拼贴幸福2012
饰演Olderskunk导演卢夫斯·诺里斯主演希里安·墨菲,蒂姆·罗斯
女飞人2012
饰演LisaTemple主演莱诺拉·克里奇洛,布莱德利·詹姆斯
战争与和平2015
饰演娜塔莎导演汤姆·哈伯主演保罗·达诺,阿纽林·巴纳德
唐顿庄园2012
饰演LadyRoseMacClare主演休·博内威利,伊丽莎白·麦戈文,丹·史蒂文斯
▪2016第22届最佳剧情类集体表演奖唐顿庄园(获奖)
▪2015第21届最佳剧情类集体表演奖唐顿庄园(获奖)