Lilita Ozoliņa dzimusi 1947. gada 19. novembrī Rīgā. Mācījusies Rīgas 8. un 49. vidusskolā, apguvusi arī medmāsas profesiju. Mācījusies Tautas kinoaktieru studijas Līvijas Akurāteres un Aloiza Brenča kursā. 1971. gadā beigusi Dailes teātra 4. studiju, vienlaicīgi iegūstot Jāzepa Vītola Latvijas Valsts konservatorijas Teātra fakultātes augstāko izglītību specialitātē "Profesionālā teātra un kino aktrise". Dailes teātra aktrise kopš 1966. gada.

2009. gadā aktrise titulēta par IV šķiras Triju Zvaigžņu ordeņa virsnieci. 1997. gadā saņēmusi Nacionālās teātra balvas "Spēlmaņu nakts" Skatuves naglu kategorijā "Labākā aktrise" par Alisi izrādē "Nāves deja" (Rīgas Krievu drāmas teātrī). Kopumā Lilita Ozoliņa "Spēlmaņu nakts" balvai par savu skatuves darbu bijusi nominēta četras reizes – 1994., 1998., 2008. un 2010. gadā.

1983. gadā aktrisei piešķirta PSRS valsts prēmija par Martas lomu daudzsēriju filmā "Ilgais ceļš kāpās" (1981. gads, režisors Aloizs Brenčs).

Pieminot Lilitas Ozoliņas devumu Latvijas kino vēsturē, Nacionālā Kino centra portālā filmas.lv izveidota filmu kolekcija, pievēršot uzmanību daudzveidīgām un arī mazāk zināmām aktrises kinolomām. No 9. jūnija skatītājiem visā Latvijā pieejami 9 kinodarbi – astoņas spēlfilmas (1969–2018), kas portālā ievietotas sadarbībā ar Latvijas Nacionālā arhīva Valsts Kinofotofonodokumentu arhīvu, un režisores Ināras Kolmanes Simtgades filma „Bille” (2018), kas portālā skatāma līdz 16. jūnijam.