Erste internationale Erfahrungen sammelte Lilian Odira im Jahr 2024, als sie bei den Afrikaspielen in Accra in 2:00,81min den vierten Platz über 800 Meter belegte. Im Juni gewann sie dann bei den Afrikameisterschaften in Douala in 2:00,36min die Silbermedaille hinter ihrer Landsfrau Sarah Moraa. Anschließend schied sie bei den Olympischen Sommerspielen in Paris mit 1:58,53min im Halbfinale aus. Im Jahr darauf schied sie bei den Hallenweltmeisterschaften in Nanjing mit 2:16,12min ebenfalls im Semifinale aus. Ende Mai siegte sie in 1:58,31min beim Kip Keino Classic und im August wurde sie bei der Diamond League in Chorzów in 1:56,52min Zweite. Im September erreichte sie bei den Weltmeisterschaften in Tokio das Finale und siegte dort überraschend mit Weltjahresbestleistung und Meisterschaftsrekord von 1:54,62min.[1] 2026 wurde sie bei der Diamond League in Rabat in 1:57,27min Dritte und anschließend siegte sie in 1:56,19min beim Prefontaine Classic in Eugene. Daraufhin gewann sie bei den Commonwealth Games in Glasgow in 2:00,58min die Silbermedaille hinter der Engländerin Georgia Hunter Bell.
In den Jahren von 2024 bis 2026 wurde Odira kenianische Meisterin im 800-Meter-Lauf.