Lilyan Chauvin naît le 6 août 1925 à Paris. Si sa mère, Emilia Speltiens, est française, son père Pantaléon Pierre Zemoz, est lui originaire de Villeneuve, en Vallée d’Aoste.

Après avoir envisagé des études de droit, elle gagne bien sa vie en travaillant pour la radio en France et décide de se tourner vers le show business. Elle étudie à l'École de Cinéma de Paris and suit le cours de Jean-Louis Barrault, toujours à Paris.

Elle a 21 ans quand elle part pour New York, où acquiert sans problèmes la citoyenneté américaine, son père ayant servi dans l’U.S. Army pendant la Grande Guerre et ainsi mérité de devenir citoyen des États-Unis. À sa naissance, Lilyan était, par conséquent, la fille d’un Américain et il lui suffit de démontrer son lien de parenté pour voir ses droits reconnus.

Lilyan suit les cours de l’Actors Studio et améliore son anglais au Cours Berlitz. Elle qui parle déjà espagnol, allemand, italien et russe, devient rapidement l’un des meilleurs professeurs de l’école et se voit confier le soin d’aider les acteurs à prendre l’accent qui convient à leurs divers rôles.

Actrice, elle tourne avec les plus grands réalisateurs (Steven Spielberg, les frères Coen, Stephan Hopkins…) et a pour partenaires John Wayne, Barbra Streisand, Omar Sharif, Susan Sarandon, Leonardo di Caprio, Martin Sheen, Nathalie Baye ou Tom Hanks, pour n’en citer que quelques-uns.

Elle joue aussi beaucoup de seconds rôles dans des films ou de nombreuses séries (Mission Impossible, Mannix, Star Trek, ER, CSI, The X-Files, Murder She Wrote, Magnum P.I. et, plus récemment, Friends, où elle interprète la grand-mère de Joey).

Lilyan Chauvin est également l’un des professeurs d’art dramatique les plus recherchés et appréciés de Hollywood. Elle donne des cours privés mais enseigne aussi à l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA) et à l’Université de Californie du Sud (USC).

Passionnée par la lecture et la nature, elle est aussi particulièrement attachée aux causes féminines, surtout dans le cadre du monde du spectacle : membre pendant 39 ans de l’association Women in Film, elle en est à deux reprises la vice-présidente.

Elle meurt le 26 juin 2008 à Studio City en Californie.

Au moment de son décès, sa tante Perside, qui vit encore à Villeneuve, évoque son souvenir dans une lettre publiée sur le blog dédié à l’actrice.