Лилия Александровна Васильченко родилась 8 июля 1962 года в Новосибирске.
Начинала как участница Чемпионата мира 1982 года среди юниоров в ФРГ, где вместе с эстафетной командой заняла 3-е место. Затем она становится двукратным серебряным призёром Всемирных студенческих игр в Болгарии на дистанциях в 5 и 10 км. Однако самая удачная «вспышка» — это на ЧМ-85. когда она в составе опять же эстафетной команды была удостоена золотой медали. В команду тогда входили — Тамара Тихонова, Раиса Сметанина, Лилия Васильченко и Анфиса Резцова (Романова).
Для женской команды страны этот чемпионат был самым неудачным за многолетнюю историю состязаний наших спортсменок, начиная с 1954 года. Анализируя причины личных неудач наших лыжниц, один из научных работников тогдашней сборной В.С. Мартынов называл в качестве одной из причин то, что «наша женская команда оказалась самой великовозрастной» (средний возраст был равен 30 годам).
Как уже было отмечено, высшим достижением Лилии Васильченко является золотая медаль в эстафете на чемпионате мира 1985 года в Зеефельде, в личных гонках — лучший результат 8 место на дистанции 20 км там же в Зеефельде.
Лилия Васильченко участвовала в Олимпийских играх 1984 в Сараево, где заняла 17 место в гонке на 5 км.
Чемпионка СССР 1985 года на дистанции 5 км.
Мастер спорта международного класса. Умерла от неизлечимой болезни 17 декабря 2011 года в Новосибирске.