ولدت ليلي توملين في 1 سبتمبر 1939 في ديترويت بولاية ميشيغان ، لأبوين ليلي ماي (فورد) وجاي توملين ، اللتين انتقلتا إلى ميشيغان من بادوكا بولاية كنتاكي خلال فترة الكساد الكبير. كانت والدتها مساعدة ممرضة وكان والدها عامل مصنع. تخرجت من مدرسة كاس التقنية الثانوية عام 1957 ، ثم التحقت بجامعة واين ستيت.