Huitième du 400 mètres lors des Championnats du monde juniors de 2004, Liliya Lobanova s'oriente sur la distance supérieure à partir de la saison 2009. Elle se classe troisième des Championnats d'Europe par équipes 2011, et obtient une nouvelle médaille de bronze sur 800 m lors des Universiades de 2011. Elle descend pour la première fois de sa carrière sous les deux minutes au 800 m en réalisant 1 min 58 s 30 en à Yalta.