莉莉2002年开始参加电视剧的拍摄，2003年在恐怖片《弗莱迪大战杰森》中出演了一个小角色。直到2004年，莉莉出演了电视剧《迷失》之后走红  。

2010年，伊万杰琳·莉莉在结束了《迷失》的拍摄后加盟休·杰克曼主演的梦工厂科幻片《铁甲钢拳》，扮演杰克曼的朋友  。

2011年，她确认加盟《霍比特人》系列电影，饰演幽暗密林的精灵护卫队队长塔瑞尔  。

2014年2月，伊万杰琳·莉莉凭借《霍比特人：史矛革之战》提名第40届土星奖最佳女配角  。

2015年主演漫威电影《蚁人》  。

2017年拍摄《蚁人》的续集《蚁人与黄蜂女》  。