Немецкий инженер, один из пионеров авиации. Окончил инженерную академию в Берлине. С братом Густавом изучал полёт птиц, несущие свойства крыла в зависимости от кривизны и угла атаки, принципы устойчивости, проводил эксперименты. Опубликовал книгу «Полёт птиц как основа искусства летать» (1889). С 1891г. летал на балансированных планёрах собственной конструкции - монопланах и бипланах, изготовленных из ивовых прутьев, растяжек и полотняной обшивки, стартуя с холмов. Совершил свыше 2000 полётов (общий налёт около 5 часов, дальность полёта до 300 метров, развороты почти на 180°).

Погиб в очередном полёте. Лилиенталь сыграл значительную роль в развитии авиационных исследований во многих странах, в том числе в развитии работ братьев Райт. Деятельность Лилиенталя высоко оценил Н.Е.Жуковский. Именем Лилиенталя названа графическая зависимость между коэффициентом подъёмной силы и силой лобового сопротивления - поляра Лилиенталя.  В его честь в 1938г. учреждена медаль ФАИ.