Lily Zhang est née de parents chinois qui ont émigré aux États-Unis. Son père est professeur de mathématiques à l'Université de Stanford et sa mère est une ancienne pongiste qui a joué en Chine. Ella a découvert le tennis de table à l'âge de sept en jouant dans une buanderie avec ses parents[3],[4].
Elle a participé à ses premiers championnats du monde à l'âge de 12 ans, ce qui est actuellement (en 2023) le record de précocité dans cette compétition[4]. Elle a aussi découvert en 2012 les Jeux olympiques à seulement 16 ans[3].
Elle a joué pour le club autrichien du SVNÖ Ströck pour la saison 2015-2016. Elle a par la même occasion intégré l'académie de Werner Schlager à Schwechat cette année-là[5].
En 2019, elle reçoit le prix « Breakthrough Star » à la cérémonie des ITTF Star Awards à Zhengzhou. Il récompense son année exceptionnelle[6]. Elle a en effet gagné les championnats panaméricains en simple, double dames, double mixte et en par équipes. Elle a également remporté une médaille de bronze à la Coupe du monde[7].
