Durante la Guerra di secessione americana si arruolò nella Union Army, inizialmente con il grado di capitano, fu successivamente promosso a maggiore e infine a colonnello, al comando del 9º Reggimento di Cavalleria dell'Indiana; catturato dalle forze sudiste nel settembre 1864, fu trattenuto come prigioniero di guerra fino al gennaio del 1865.
Dopo la guerra, gestì una piantagione di cotone nel Mississippi senza successo; fu quindi costretto a riprendere l'attività di farmacista in numerose farmacie in Indiana e in Illinois per poi aprire la propria attività di produzione di medicinali e di vendita all'ingrosso alle farmacie nel 1876 ad Indianapolis.
L'attività si rivelò redditizia, grazie anche alle innovazioni apportate nella preparazione dei farmaci come l'introduzione delle capsule di gelatina o lo sviluppo di aromi alla frutta, oltre alla presenza di personale dedicato esclusivamente alla ricerca e allo sviluppo e l'impiego di numerose risorse nell'assicurazione qualità, entrambi aspetti pionieristici per l'epoca.
Sfruttando i proventi derivanti dall'azienda, Lilly intraprese varie attività filantropiche, lasciando nel 1890 la gestione della compagnia al figlio Josiah K. Lilly, Sr., per potercisi dedicare completamente: aiutò la fondazione del Commercial Club, precursore della Camera di commercio di Indianapolis, divenne il maggiore sostenitore della sezione della Charity Organization Society dell'Indiana, fondò l'ospedale pediatrico Eleanor Hospital. I contributi benefici continuarono anche dopo la sua morte, avvenuta nel 1898 a causa di un tumore: nel 1937 il figlio Josiah insieme ai nipoti Eli Jr. e Josiah Jr. fondarono la Lilly Endowment attiva ancora oggi.
Il Colonnello Lilly era un convinto sostenitore della regolamentazione dell'industria farmaceutica a livello federale: molte riforme da lui suggerite furono convertite in leggi che contribuirono all'istituzione della Food and Drug Administration nel 1906. Fu un pioniere nella concezione del medicinale vendibile solo tramite presentazione di ricetta medica, aiutando così a sviluppare la pratica di consegnare medicinali pericolosi o inducenti dipendenza solamente a chi era stato precedentemente visitato.
La compagnia da lui fondata è cresciuta fino a diventare una delle aziende farmaceutiche più grandi ed influenti del mondo.
Gioventù Famiglia e adolescenza Eli Lilly, figlio di Gustavus ed Esther Lilly, nacque a Baltimora, nel Maryland l'otto luglio del 1838, primo di 11 figli. La famiglia, di origini svedesi, si spostò nei Paesi Bassi prima che i bisnonni emigrassero nel Maryland nel 1789. Dopo poco tempo, la famiglia si trasferì nel Kentucky, in una fattoria vicino a Warsaw nella Contea di Gallatin.
Nel 1852 la famiglia traslocò nuovamente a Greencastle, Indiana dove i genitori lo iscrissero alla Indiana Asbury University (in seguito conosciuta come DePauw University) che frequentò dal 1852 al 1854, lavorando anche come apprendista stampatore presso la tipografia locale. L'ambiente famigliare era di religione metodista, con orientazioni proibizioniste e anti-schiavitù, inoltre inizialmente la famiglia era membro del Partito Democratico per poi avvicinarsi alle posizioni del Partito Repubblicano, negli anni precedenti alla Guerra Civile.
Lilly iniziò ad interessarsi alla chimica durante l'adolescenza: quand'era sedicenne, nel 1854, durante una visita agli zii a Lafayette, ebbe occasione di assistere alla preparazione di medicinali presso il negozio da speziale Henry Lawrence's Good Samaritan Drug Store, dove intraprese il percorso di apprendistato di 4 anni per diventare chimico e farmacista; oltre ad imparare il mestiere, Lawrence gli insegnò le basi per fondare e gestire una propria attività. Nel 1858, dopo aver ottenuto il certificato attestante il suo apprendistato, Lilly iniziò a lavorare per la Israel Spencer and Sons, un rivenditore all'ingrosso e al dettaglio di medicinali, per poi trasferirsi ad Indianapolis presso la farmacia Perkins and Coons.
Lilly ritornò a Greencastle nel 1860 per lavorare nella farmacia locale di Jerome Allen e il 31 gennaio 1861 sposò Emily Lemon, figlia di un commerciante locale. Il 18 novembre 1861 nacque il loro primo figlio Josiah Kirby, in seguito conosciuto come "J. K.", mentre Lilly prestava servizio nell'esercito nordista durante Guerra di Secessione.
Età adulta Servizio militare durante la Guerra di Secessione
Nel 1861, pochi mesi dopo l'inizio della Guerra Civile Americana, Lilly si arruolò nell'esercito nordista, la Union Army, in particolare nel 21° Indiana Infantry Regiment e prese servizio attivo il 26 luglio, con il grado di tenente, assegnatogli il 29 dello stesso mese. Il 3 agosto, il reggimento raggiunse Baltimora, dove rimase per diversi mesi; a dicembre si dimise per ritornare nell'Indiana e formare un'unità di artiglieria.
Agli inizi del 1862 Lilly iniziò un'attività di reclutamento volontario coinvolgendo ex-compagni di scuola, amici, commercianti e contadini tramite poster, affissi sui muri di Indianapolis. La sua unità, la 18th Battery Indiana Light Artillery, era conosciuta come la Batteria di Lilly ed era composta da 150 uomini e Lilly fu designato al suo comando come capitano. Il 18° Indiana si radunò presso Camp Morton ad Indianapolis il 6 agosto 1862, e dopo qualche tempo fu mandato a combattere sotto il comando del maggior generale William Rosecrans in Kentucky e nel Tennessee. L'unità di artiglieria di Lilly fu successivamente trasferita alla Lightning Brigade, un'unità di fanteria a cavallo al comando del Colonnello, in seguito generale, John T. Wilder il 16 dicembre 1862.
Lilly fu designato come ufficiale di comando dell'unità dall'agosto del 1862 fino all'inverno del 1863 quando il suo periodo di arruolamento di 3 anni giunse al termine; molti dei suoi artiglieri lo consideravano troppo giovane e di temperamento inadatto per il comando, tuttavia, malgrado la sua iniziale mancanza di esperienza, Lilly divenne un ufficiale di artiglieria competente: la sua batteria ricoprì ruoli fondamentali in alcune importanti scontri tra cui la Battaglia di Hoover's Gap nel giugno del 1863, nella Seconda battaglia di Chattanooga e nella Battaglia di Chickamauga nel settembre 1863.
Nel 1864, si arruolò nuovamente nel 9º Cavalleria dell'Indiana (121º Reggimento Volontari dell'Indiana) e fu promosso a maggiore. Durante la Battaglia di Sulphur Creek Trestle in Alabama nel settembre 1864, fu catturato dalle truppe confederate al comando del maggior generale Forrest e trattenuto nel campo per prigionieri di guerra ad Enterprise nel Mississippi fino al suo rilascio per scambio nel gennaio 1865. Lilly fu promosso al grado di colonnello il 4 giugno del 1865 e rimase a Vicksburg, Mississippi, fino alla conclusione del conflitto. A riconoscimento del suo servizio, ottenne il brevetto di tenente colonnello e lasciò definitivamente l'esercito, il 25 agosto 1865.
In età avanzata Lilly era solito raccontare delle storie di guerra, aiutandosi con un grande atlante dove aveva evidenziato ogni spostamento e indicato i luoghi delle battaglie a cui prese parte; il grado di colonnello divenne parte integrante della sua identità, tanto che amici e parenti lo utilizzavano spesso come soprannome. Lilly ricoprì il ruolo di presidente della Grand Army of the Republic, un'associazione di veterani della Guerra Civile, nel 1893. Durante il suo mandato venne organizzato un evento che riuscì a radunare decine di migliaia di veterani, inclusi gli uomini della batteria di Lilly, ad Indianapolis per un raduno ed una grande parata.
Inizio dell'attività imprenditoriale Dopo la guerra, Lilly rimase nel Sud e intraprese un'attività imprenditoriale: insieme ad un socio in affari prese in affitto una piantagione di cotone di 1200 acri (circa 485 ettari) nel Mississippi. La famiglia di Lilly composta, oltre che da lui, dalla moglie Emily, la sorella Anna Wesley Lilly e il figlio Josiah lasciarono quindi Greencastle per trasferirsi. Poco dopo essersi insediati furono colpiti da una malattia trasmessa dalle zanzare, probabilmente malaria, all'epoca comune in quelle regioni e sebbene tutti guarirono in breve tempo, la moglie Emily morì il 20 agosto 1866, incinta di otto mesi del secondogenito. Il decesso devastò Lilly che decise di fare ritorno in Indiana. La piantagione cadde in rovina a causa della siccità compromettendo il raccolto e il socio di Lilly, scomparve con ciò che rimaneva del capitale della società. Lilly fu quindi costretto a presentare istanza di fallimento nel 1868. Mentre il figlio Josiah fu affidato ai nonni a Greencastle, Lilly trovò un impiego alla Harrison Daily and Company nel 1867, un'azienda di vendita all'ingrosso di farmaci per poter ripagare i debiti. Nel 1869 iniziò a lavorare presso un'azienda analoga, la Patterson, Moore and Talbott, prima di trasferirsi in Illinois e iniziare una propria attività: insieme al socio James W. Binford, aprì la farmacia The Red Front, a Paris, nell'agosto del 1869.
Tre mesi dopo, il Colonnello Lilly sposò Maria Cynthia Sloan che diede alla luce una figlia, Eleanor, nata il 25 gennaio 1871. Eleanor morì di difterite all'età di 13 anni, Maria invece visse fino al 1932.
Sebbene la farmacia in Illinois si rivelò alquanto redditizia, Lilly era più interessato alla produzione dei medicinali piuttosto che alla loro vendita: abbandonò quindi la società con Binford nel 1873 e si trasferì a Indianapolis dove aprì la propria officina di produzione farmaceutica il primo gennaio 1874, insieme a un nuovo socio, con il nome di Johnston and Lilly. Tre anni più tardi, il 27 marzo 1876, Lilly sciolse la società: la sua quota ammontava a circa 400 $ di beni (macchinari e sostanze chimiche) e 1000 $ in contanti.
Dopo essersi rivolto per un impiego ad Augustus Keifer, un commerciante di medicinali all'ingrosso e amico di famiglia, quest'ultimo incoraggiò Lilly a fondare la propria officina di produzione farmaceutica, sempre a Indianapolis, riuscendo a coinvolgere i proprietari di altre due rivenditori all'ingrosso nell'acquisto dei medicinali presso di lui.
La Eli Lilly and Company Il 10 maggio 1876, Lilly aprì il suo laboratorio in un edificio in affitto al numero 15 di West Pearl Street, iniziando la produzione di medicinali. L'azienda aveva un capitale iniziale di 1400$ (corrispondenti a circa 31.000$ del 2015) e tre dipendenti: Albert Hall (capo miscelatore), Caroline Kruger (imbottigliatrice) e il figlio Josiah, all'epoca di 14 anni, che dovette lasciare la scuola per lavorare come apprendista. La prima grande innovazione introdotta da Lilly furono le capsule e le compresse rivestite di gelatina, le compresse rivestite di zucchero e l'utilizzo di nuovi aromi alla frutta che rendevano più facile l'assunzione e la deglutizione dei medicinali. In seguito all'esperienza acquisita durante la guerra, Lilly impose la produzione di farmaci la cui efficacia era indiscutibile, a differenza dei rimedi dell'epoca pubblicizzati come miracolosi: uno dei primi preparati fu a base di chinino, usato per il trattamento della malaria.
Alla fine del 1876, dopo soltanto sette mesi dall'apertura, le vendite raggiunsero i 4470$ (99 499$ del 2015) e nel 1879 ammontarono a 48 000$ (1 221 086 $ del 2015).Con il rapido aumento delle vendite, anche al di fuori dell'Indiana, nel 1878 Lilly assunse il fratello James come primo agente di vendita della compagnia. Anche altri membri della famiglia furono assunti nell'azienda in crescita come il cugino, Evan Lilly, addetto al reparto contabile. Nel 1881 Lilly fondò formalmente la Eli Lilly and Company, formando un consiglio di amministrazione e rilasciando certificati azionari per i famigliari e i collaboratori più stretti. Alla fine del decennio, il colonnello Lilly divenne uno dei maggiori uomini d'affari dell'area di Indianapolis, con un'azienda di oltre cento dipendenti e vendite annuali che ammontavano a 200 000 $ (5 276 296 $ del 2015).