Советская актриса театра и кино, оперная певица. Народная артистка РСФСР (1957). Лилия родилась 24 декабря 1917 года в Горловке Донецкой области. После школы решила поступать в Киевский архитектурный институт, но в 1935 году её пригласили поучаствовать в Первой Всеюжной олимпиаде музыки, пения и танца металлургов. Конкурс она выиграла и получила направление в студию Московского Большого театра. В 1937 году поступила в Оперно—драматическую студию им. Станиславского. Окончив в 1941 году курс А. В. Неждановой, молодая певица начала исполнять партии Иоланты, Чио—Чио—Сан и Параси. В том же году она сыграла в спектакле «Маскарад» по произведению М. Ю. Лермонтова. Дебют Гриценко в кинематографе состоялся в 1944 году, когда она исполнила роль Оксаны в экранизации оперы Чайковского «Черевички». В 1950 году актриса получила главную роль в фильме Александра Довженко «Прощай, Америка!», но в середине съёмочного процесса работа была прекращена, и он так и не вышел на экраны. Звёздной ролью Лилии стала Наталья Сергеевна в комедии Михаила Калатозова «Верные друзья». Всего она снялась более чем в 40 фильмах, участвовала в озвучивании мультфильмов и радиопередач. В 1960 году актриса стала работать в Московском театре имени Пушкина. Гриценко скончалась 9 января 1989 года