Szülei dr. Darvas Sándor és Freiberger Berta. Góth Sándor növendéke volt, a közönség a Budai Színkör előadásán ismerhette meg 1920-ban. Egy évvel később Beöthy László szerződtette Magyar Színházhoz, majd 1924-ben a Vígszínház tagja lett. 1925-től játszott Max Reinhardt bécsi és berlini színházaiban is. Ezután a Vígszínházban többnyire csupán férje, Molnár Ferenc darabjaiban vállalt szerepet; 1926. június 9-én kötöttek házasságot Budapesten. 1939-ben mindketten emigráltak az Egyesült Államokba. Darvas Lili először 1944-ben lépett fel angol nyelvű színdarabban a Broadway-n, ezt számos színházi és tv-szereplése követte. 1965-ben vendégszerepelt a budapesti Madách Színházban Molnár Ferenc Olympia című darabjában, emellett néhány filmszerepet is elvállalt. Angol és német nyelven is játszott.