Es conocido por haber sido el fundador de la corporación farmacéutica Eli Lilly and Company.

Cerca del final de la guerra fue capturado y permaneció prisionero hasta que esta concluyó.

[8]​ Siguió participando activamente con muchas organizaciones hasta su muerte a causa del cáncer en 1898.

[13]​ Con el patrimonio que generó, su hijo y nietos crearon la fundación Lilly Endowment para continuar con su herencia filantrópica.

[17]​ En 1854, realizó un entrenamiento para convertirse en químico y farmacéutico con Henry Lawrence en The Good Samaritan Drug Store de Lafayette.

[1]​ En 1859, tomó un empleo en Perkin's and Coon's Pharmacy en Indianápolis y conoció a Emily Lemen, la hija de un comerciante local, con quien se casó en 1860.

[5]​ Dejó Indiana en 1869 y junto a un socio abrió una exitosa farmacia en Paris, Illinois, Binford and Lilly.

Disolvió la sociedad y volvió a Indianápolis en 1873, donde abrió una farmacia con un nuevo socio, Johnson and Lilly.

Previamente se había acercado a un amigo de la familia, Augusto Keifer, para crear una nueva sociedad.

Keifer y dos farmacias asociadas estuvieron de acuerdo en comprar todas las medicinas producidas por Lilly a un precio más bajo del que pagaban habitualmente.

Las ventas se expandieron rápidamente y comenzaron a adquirir clientes fuera de Indiana.

Este y el equipo comercial que subsecuentemente desarrolló comercializaron los medicamentos de la empresa a escala nacional.

[4]​[19]​ En 1890, Lilly dejó la dirección del negocio a Josiah, que controló la empresa durante varias décadas.

La empresa desarrolló muchos avances tecnológicos, entre ellos se automatizó la creación de cápsulas.

[7]​ Al principio Eli Lilly era el único investigador de la empresa, pero como el negocio fue creciendo, creó un laboratorio y empleó personal para este departamento, dedicado a la creación de nuevos medicamentos, y contrató a su primer investigador en 1886.

Había estado implicado en asuntos cívicos durante varios años y se volvió cada vez más filantrópico, concedía fondos a diversos grupos caritativos de la ciudad.

La sociedad fue la precursora del United Way of America y trabajó para organizar grupos caritativos bajo un mando central.

Fundó el Club del Comercio en 1890 y fue elegido como su primer presidente.

El modelo fue seguido más tarde en la mayor parte del estado para proporcionar a la población agua y electricidad.

[9]​ Después de que el «auge del gas» comenzó a expandirse por el estado en los años 1880, Lilly y su Club del Comercio abogaron por la creación de una empresa pública para bombear el gas natural de la tierra, que sería conducido a la ciudad por medio de tuberías desde el Campo Trenton y se proporcionaría a precio bajo a negocios y casas.

El proyecto condujo a la creación del Consumer Gas Trust Company.

Sin embargo, hizo donaciones sustanciales y apoyó a candidatos políticos que colaboraban en sus causas.

Aceptó la sugerencia y comenzó a recolectar fondos para construir el Monumento de los Soldados y Marinos de Indiana, cuya construcción comenzó en 1888, aunque no fue completada hasta 1901.

El sitio se convirtió en un refugio familiar y más tarde su nieto ampliaría la construcción.

También poseía una amplia residencia en Tennessee Street en Indianápolis, donde pasaba la mayor parte del tiempo.

Los tres continuaron con la práctica filantrópica y más tarde establecieron The Lilly Endowment, que se convirtió en la fundación filantrópica más grande del mundo en términos de activos y donaciones en 1998.

[24]​ Es la corporación más grande y también el mayor benefactor del estado de Indiana.

[25]​ Durante su vida abogó por la regulación federal sobre los medicamentos y su hijo siguió con aquella propuesta después de su muerte.