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Lill-Babs obtient son premier succès en chantant le titre de Stig AndersonÄr du kär i mig ännu Klas-Göran (Klas-Göran, es-tu encore amoureux de moi ?) en 1959. Parallèlement, elle fait du théâtre et tourne dans quelques films. En 1961, elle représente la Suède au Concours Eurovision de la chanson avec le titre April, april. Elle fait également des spectacles de cabaret. En 1963 elle rencontre les Beatles lors d'une tournée en Suède.
À partir de 1970, elle joue dans des revues et des comédies musicales. Dans les années 1980, elle travaille comme animatrice de télévision dans les émissions : Hemma hos Lill-Babs (1987), Morgonlust (1988), Vem tar vem (1990) et Coctail (1991).
Elle publie son autobiographie Hon är jag (Celle que je suis) en 1996.