Lilli Meinhardt wurde in München geboren. Mit zehn Jahren zog sie mit ihren Eltern nach Düsseldorf, wo sie erste Theatererfahrungen am Düsseldorfer Schauspielhaus und verschiedenen freien Projekten sammelte. Daneben nahm sie außerdem ein paar Jahre Cembalounterricht und wechselte später zum Klavierspiel. Ihre Schauspielausbildung absolvierte Lilli Meinhardt an der Filmuniversität Babelsberg Konrad Wolf in Potsdam. Am Hans Otto Theater Potsdam war sie bereits während ihres Studiums als Wendla in „Frühlingserwachen! (LIVE FAST – DIE YOUNG)“ zu sehen. Nach ihrer Ausbildung war sie von 2016 bis 2019 fest am Theater für Niedersachsen in Hildesheim engagiert. Zu ihren wichtigsten Rollen dort gehörten Effi in „Effi Briest“, Abigail in „Hexenjagd“, Stumme Katrin in „Mutter Courage und ihre Kinder“ und Jeanne in „Verbrennungen“. Neben ihrer Theaterarbeit war Lilli Meinhardt auch bereits in verschiedenen Film- und Fernsehproduktionen zu sehen. 2013 wurde sie beim „Achtung Berlin Festival“ als beste Schauspielerin für ihre Darstellung der Sarah in dem Film „Liebe mich!“ ausgezeichnet. Seit 2019 lebt Lilli Meinhardt als freischaffende Schauspielerin in Berlin.
In der Spielzeit 2021/2022 ist sie als Rosie in „Dinge, die ich sicher weiß“ zum erstem Mal an den Schauspielbühnen in Stuttgart zu erleben.