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Lisa Temple 。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《Little Woods》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Juliet Ashton 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Young Donna 导演Ol Parker 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's White British Voice (voice) 导演Boots Riley
Little Woods2018
饰演Deb 导演Nia DaCosta 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Elizabeth Layton 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Elizabeth Bennet 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Older skunk 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Lisa Temple 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Lady Rose MacClare 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）
