Így természetes volt, hogy a kis Lili már négy éves korában színpadra került. Volt Kolozsvár kedvenc szubrettje, majd primadonnája, játszott operettet Budapesten a Víg, a Reneszánsz, a Városi Színházakban. Partnere volt többek között Jávor Pálnak, Páger Antalnak, Kabos Gyulának, Hegedűs Gyulának Bilicsi Tivadarnak, a három Latabárnak. Igazgatta a debreceni színházat férjével, Horváth Árpáddal, a Nemzeti Színház néhai főrendezőjével, akit később a nácik meggyilkoltak. Igazgatónéként eljátszotta Az ember tragédiája Hippiáját, a Néma levente Ziliáját - Hevesi Sándor szerint Bajor Gizivel azonos színvonalon - , s a Rigoletto Maddalénájától A denevér Adéljáig elénekelt mindent.

A negyvenes években füstös kabarékban és munkásotthonokban operett-részleteket, sanzonokat és rengeteg megzenésített Ady-, Babits-, József Attila-verset énekelt. 1946-ban került az Operaházba. Ennek előzménye a Székely fonó első vidéki- debreceni bemutatójára vezethető vissza. A Horváth- Neményi igazgató házaspár 1937-ben határozta el a Kodály-daljáték műsorra tűzését. Az egész együttest helyi erőkből verbuválták, csak Komor Vilmos karmester és a Háziasszonyt éneklő Basilides Mária érkezett Pestről. Hogy milyen volt akkoriban egy vidéki premier? Így emlékszik vissza a művésznő egy 1985-ös riportban:

„Elővételben összesen 50 pengő áráért keltek el a jegyek, úgyhogy üres lett volna a színház, ezért Horváth Árpáddal megbeszéltük, hogy ingyen meghívjuk az egyetemi ifjúságot és a munkásokat. De a közreműködőket ki kellett fizetni. Az egyik bérlő azt mondta: hoz pénzt kölcsön, de valami biztosítékot kér. A férjem erre bejött hozzám az öltözőbe:- Lili, van még valami ékszered? Én- már kifestve, jelmezben- mint székely Leány- rohantam haza a kevés kis ékszeremért, ami a sok zálogcédula közt megmaradt. Nagyon sablonos a szó „felemelő”- mégis: ennek az előadásnak a hangulata felemelő volt. A végén a közönség előrejött és bravózva tapsolt valami 20- 25 percig. És mi, az a százhúsz- százharminc ember a színpadon, mozdulni sem tudtunk a szépségtől és a boldogságtól, ami ránk zuhant. Már lement a vasfüggöny is, és mi még mindig ott álltunk, mint akik nem hiszik, hogy ez megtörténhetett. Jöttek a színházi tűzoltók, hogy már tessék hazamenni, már vége van!” Ezt az előadást látta Tóth Aladár zeneesztéta, az Operaház későbbi igazgatója, aki hosszú kritikát írt a Pesti Naplóba az előadásról.

„Kritikáját elolvastam, kivágtam a lapból és betettem a retikülömbe. Úgy vándorolt és jött velem évről évre, mint most a személyi igazolványom. Mert ez a kritika akkor az én legfontosabb művészi bizonyítványom volt: tanúsította, ki vagyok, mit csináltam, s hogy éppen ezért jogom van az élethez és a munkához. Mikor a felszabadulás után megindult az élet, meghívtak az Állatkerti Színpadra egy koncertszerű Denevé -előadásra. Az előadás után beszálltam a kisföldalattiba, s megpillantottam Fischer Annie-t és Tóth Aladárt. –Nézzen csak ide egy percre, mondtam Tóth Aladárnak, és kinyitottam a retikülömet, hogy kivegyem belőle az 1937-es kritikáját . - Látja, azóta is velem van. Mindenem elveszett Debrecenben, megsemmisült a háborúban, de ez a kritika és Bartók autógrammja, amit még Kolozsvárott kaptam tőle 1926-ban, megmaradt. Ez volt minden bajban az én legfőbb vigaszom és reménységem… Azután, hogy saját megrendülésemet némiképp ellensúlyozzam, nevetve tettem hozzá: milyen kár, hogy nem ő az Operaház igazgatója, mert rögtön jelentkeznék nála próbaéneklésre! A másnapi újságok címlapján nagy betűkkel jelent meg a hír: Tóth Aladárt nevezték ki az Operaház igazgatójának! A próbaéneklésen Fischer Annie kísért! Alig félórát tartott. Sikerült, a Magyar Állami Operaház tagja lettem.”

Az Operaházban 23 évadot töltött. 1946 november 25-én beugrással debütált a Székely fonó Leány szerepében. A házban tizennyolc főszerepet énekelt: A székely fonó Leányát, Mimit a Bohéméletből, A denevér Rosalindáját, Despinát a Cosí fan tuttéből, a Borisz Godunov Fjodor cárevicsét, Liút, Zerlinát, Susanne-t a Figaro házasságából, a Faust Margitját, Antóniát a Hoffmann meséiből, Cso-cso-szánt, Violettát, Halkát. Később olyan remek karakterfigurákat keltett életre, mint a Farsangi lakodalom Stancija, az Albert Herring Lady Billows-a, a Koldusdiák Nowakska grófnője és a Háry Császárnéja.

Szabó Magda így emlékezik meg a művésznőről: ”Vannak pillanatok az ember életében, amikor minden kétséget kizáróan azonnal érti: felismert valamit, ráismert valamire, s hogy e ráismerés döbbenetét a tudata megőrzi örökre. Így vált számomra azonnal kétségtelenné, hogy a tiszta művészettel, a fehér izzású szakmai szenvedéllyel és az istenáldotta tehetséggel szembesültem, amikor fiatal lány korom Debrecenjének színpadán először láttam közönség elé állni Neményi Lilit. Mindent tud a színpad, a dobogó és az opera e különös tündére, számomra, ahogy tőle hallottam, úgy énekel mindörökké Mimi, még félni is tőle tanultam meg valamikor nevenincs, titokzatos varázslatoktól, az ő Vilja-dalától. S miatta értettem meg, miért bűvölte el az irodalom nagy öregjeit, és egyáltalán mi volt a sanzon…”

Neményi Lili tagja volt annak a varázslatos szopránnemzedéknek Osváth Júliával, Szecsődi Irénnel, Orosz Júliával együtt, akik egészen idős korukban is illúziókeltők voltak a színpadon.
„A halottak hálót szőnek az élők köré. Sűrű, egyre sűrűbb lesz a finom, láthatatlan, megfoghatatlan anyagból szőtt fonál: már alig látok át rajta. Humorommal néha ki-kikacsintok egy-egy kis résen, de az igazság az, hogy mindig a halálra gondolok. Nem félve, hanem mint egy szerepre, amit harc nélkül, kikerülhetetlen természetességgel oszt ki rám a nagy igazgató. Nem leszek egyedül. Ott lesz mindenkim,, akit szeretek.- Így írt az idős művésznő, akit 1988-ban hívott el a nagy igazgató. Ma lenne száz éves.