Antonietta De Lillo nasce a Napoli nel 1960. Inizia la sua carriera professionale come fotoreporter. Nel 1985 dirige insieme a Giorgio Magliulo il suo primo lungometraggio, Una casa in bilico, vincitore del Nastro d’Argento come migliore opera prima. Nel 1990 è al suo secondo film Matilda, realizzato sempre in collaborazione con Giorgio Magliulo. Tra il 1992 e il 1999 firma numerosi documentari e videoritratti tra i quali: Angelo Novi fotografo di scena, La notte americana del dr. Lucio Fulci, Ogni sedia ha il suo rumore, Promessi Sposi, selezionati e premiati in diversi festival internazionali. Nel 1995 dirige Racconti di Vittoria, Premio Fedic e Premio del Sindacato Critici Cinematografici alla 52° Mostra Internazionale d’Arte Cinematografica di Venezia. Nel 1997 Maruzzella, episodio del film collettivo I Vesuviani, e nel 2001 Non è giusto, presentato al 54° Festival del Cinema di Locarno. Nel 2004 dirige Il Resto di Niente, evento speciale alla Mostra Internazionale d’Arte Cinematografica di Venezia e vincitore di numerosi premi e riconoscimenti tra cui tre candidature ai David di Donatello, il Premio Flaiano come migliore sceneggiatura e cinque candidature ai Nastri d’Argento. Nel 2007 fonda marechiarofilm, società di produzione e distribuzione con cui nel 2011 realizza, in qualità di ideatore e curatore del progetto, il primo film partecipato in Italia, Il Pranzo di Natale. Nel 2013 realizza il ritratto di Alda Merini La pazza della porta accanto presentato al 31° Torino Film Festival e nel 2014 il film documentario Let’s go presentato al 32° Torino Film Festival.  Nel 2015 presenta al 33° Torino Film Festival il secondo film partecipato Oggi insieme domani anche, in occasione del quale le viene assegnato il Nastro d’Argento speciale 2016 per il suo percorso nel cinema del reale.