Liliane Rovère fréquente les milieux du jazz dès l'adolescence[1] et reste toute sa vie passionnée par cette musique. Partie aux États-Unis en 1954, elle fréquente les clubs de jazz renommés[2] où elle fait la connaissance de Chet Baker.
Après avoir suivi des cours de théâtre, elle interprète des rôles secondaires dans des séries télévisées[1]. Elle est alors repérée en 1970 par Bertrand Blier qui l'embauche pour jouer dans Calmos, puis, quelques années plus tard, dans Préparez vos mouchoirs[3]. Depuis, elle est créditée au générique de près d'une centaine de films et séries télévisées[3].
De 2015 à 2020, elle tient un des rôles principaux, celui de l'impresario Arlette Azémar dans la série de France TélévisionsDix pour cent, partiellement inspiré de sa propre vie (notamment sa relation avec Chet Baker)[7].
Depuis 2019, elle joue également dans la série Family Business sur Netflix où elle incarne Ludmila Rosenberg, la belle-mère de Gérard et grand-mère de Joseph et Aure.
En 2022, elle tient le rôle de Monique dans la série télévisée Léo Matteï, Brigade des mineurs (saison 9), dans l'épisode Le poison du secret.
Le , plus de 70 célébrités se mobilisent à l'appel de l'association Urgence Homophobie. Liliane Rovère est l'une d'elles et apparaît dans le clip de la chanson De l'amour[9].
Elle signe en , parmi 1 400 personnalités du monde de la culture, la tribune « Nous ne sommes pas dupes ! », publiée dans le journal Libération, pour soutenir le mouvement des Gilets jaunes et affirmant que « Les gilets jaunes, c'est nous »[10].
Liliane Cyprienne Cukier, de confession juive (et parlant yiddish[13]), doit rester cachée sous un faux nom dans des institutions catholiques pendant l'Occupation allemande. À 18 ans, elle est victime d'un viol qu'elle ne révèlera qu'en 2019[14].
Au milieu des années 1950, elle part pour les États-Unis et y rencontre Chet Baker, dont elle partagera la vie pendant deux ans[7],[14],[3]. Elle épouse ensuite le contrebassiste Bibi Rovère qui lui donnera son nom de scène[15]. Elle adopte une fille, Tina[16],[2].