Лилита Озолиня родилась в Риге. До войны Альбертина, мать Лилиты, работала помощником режиссёра на немецкой киностудии, отец Арвид был лётчиком-испытателем.
Ещё в десятилетнем возрасте Лилита Озолиня пробовалась на роль в фильме «Эхо» на роль пастушки, но её не взяли.
Вместо этого, спустя 8 лет, взяли в Народную студию киноактёра при Рижской киностудии, куда она за компанию пошла на конкурс.
Параллельно с учёбой актриса с 1966 года начала работать в Художественном театре имени Яна Райниса. В 1969 году Лилита окончила студию киноактёра, а в 1971-м — актёрский факультет Латвийской государственной консерватории им. Я. Витола.
Первой её ролью в кино стала роль Велты в фильме «Когда дождь и ветер стучат в окно» (1967), который снимал один из преподавателей студии, режиссёр Алоиз Бренч.
После дебюта последовали другие работы в кино, но славу ей принесла роль Марты в фильме «Долгая дорога в дюнах» (1980), снятого открывшим её когда-то Алоизом Бренчем.
После успеха последовали многочисленные предложения ролей. Она снималась в мюзикле «Краткое наставление в любви», в комедии «Личная жизнь Деда Мороза» (1982), в политическом детективе «Двойной капкан» (1985) и других.
Лилита Озолиня живёт в Риге. У неё есть дочь Лилиана Озолиня (латыш. Lili?na Ozoli?a), которая является директором телеканала MTV Latvija.