لیلی گلستان در ۲۳ تیر ۱۳۲۳ در تهران زاده شد. پدرش در شرکت نفت آبادان کار می کرد و مادرش آموزگار بود.
لیلی گلستان به تشویق پدر کتاب زیاد می خواند. او از کلاس ششم دبستان خواندن ادبیات کلاسیک ترجمه را آغاز کرد. به سفارش پدر شاهنامه، گلستان و سفرنامه ناصرخسرو را نیز خواند. خواندن کتاب در خانواده گلستان قانون بود. به گفته خود او: «یک مقدار از این بایدها خوب بود و نتیجه مثبت داد. شاید یاد گرفتم وقتم را تلف نکنم.»
لیلی گلستان در کودکی
فخری گلستان، مادر لیلی گلستان همراه توران میرهادی، مدرسه‌ی فرهاد را بنیان گذاشت و بعدها سرپرست یک پرورشگاه دولتی شد. از این رو بود که لیلی گلستان به کار با کودکان علاقه‌مند شد. او پس از پایان دوره دبیرستان به پاریس رفت. در آنجا کلاس‌های آزاد تاریخ ادبیات فرانسه و تاریخ هنر جهان را در دانشگاه سوربن گذراند و در مرکز هنرهای تزیینی در دوره‌ای دو‌ساله، طراحی پارچه آموخت. در سال ۱۳۴۵ که فرخ غفاری و رضا قطبی تصمیم به پایه‌گذاری تلویزیون ملی ایران گرفتند، لیلی گلستان را برای طراحی لباس و دکور تئاترهای تلویزیونی به تلویزیون دعوت کردند. گلستان از سال ۱۳۴۶ به کار در تلویزیون ملی ایران پرداخت سپس داوطلب سرپرستی برنامه کودک تلویزیون شد و تصمیم گرفت برای این برنامه کارهای نو انجام دهد. یکی از برنامه‌های او «بچه ها قصه بگین» بود. پس از دو سال این برنامه جایزه پربیننده‌ترین برنامه تلویزیون را گرفت. به دنبال این برنامه، مسابقه کتاب خوانی برگزار شد. به سبب رونق کار برنامه کودک، تلویزیون بر آن شد که برنامه‌ای برای نوجوانان هم بگذارد. لیلی گلستان سرپرستی این برنامه را هم پذیرفت. سریال تلویزیونی «خرگوش و روباه در جنگل» را لیلی گلستان، علی حاتمی، جواد طاهری و نعمت حقیقی ساختند.
گلستان در سال ۱۳۵۱ برای نگهداری از فرزندانش از کار در تلویزیون کناره گرفت. پس از چند سال به کار با رادیو در گستره ترویج کتاب‌خوانی پرداخت و تهیه کنندگی برنامه ادبیات برای نوجوانان را به عهده گرفت. پس از آنکه لیلی گلستان صاحب فرزند شد، به ترجمه کتاب برای کودکان روی آورد. نخستین کتابی که ترجمه کرد «چه چطور به دنیا میاد» بود که انتشار آن سر و صدای زیادی به پا کرد و بحث‌های بسیاری میان مخالفان و موافقان آن برانگیخت. سپس، «قصه‌ی شماره‌ی سه» اوژن یونسکو و بعد «تیستوی سبز انگشتی» را به فارسی برگرداند که بارها باز چاپ شد.