В декабре 1981 года Лилия Васильченко выступала за сборную СССР на Кубке Урала в Свердловске. Её команда, в которую также входили Юлия Степанова и Любовь Лядова, выиграла эстафету 3×5 км с результатом 44:41[1].
С 1982 года Васильченко входила в состав юниорской, а затем и национальной сборной СССР по лыжным гонкам, представляя Новосибирскую область. В том же году она завоевала бронзовую медаль на чемпионате мира среди юниоров. Под руководством тренера Анатолия Долгих добилась звания мастера спорта международного класса, неоднократно побеждала в эстафетах и индивидуальных гонках на дистанциях 5 и 10 км на всесоюзных соревнованиях и Кубке СССР[2][3][4].
В 1983 году завоевала золотую медаль в составе сборной СССР в эстафете 3×5 км на зимней Универсиаде. Вместе с ней в команде выступали Любовь Заболотская и Фаина Смирнова[5].
Победительницы эстафеты 4×5 км на чемпионате мира 1985 года. Лилия Васильченко — крайняя справа[6]
На чемпионате мира 1985 года в Зеефельде Васильченко бежала третий этап в составе женской эстафеты 4×5 км, где команда СССР завоевала золотые медали, опередив сборную Норвегии на 7 секунд. В личных гонках она заняла 8-е место на дистанции 20 км и 11-е — на 10 км[3].
В том же 1985 году стала чемпионкой СССР на дистанции 5 км. В 1986 году принимала участие в зимней Универсиаде, проходившей в составе студенческой сборной СССР.
↑Советская Сибирь. — 1984. — № 32 (19286). — 8 февраля. — С. 4. — Статья «Новосибирск — Сараево». Указывается, что Лилия Васильченко вошла в состав сборной СССР по лыжным гонкам для участия в Олимпиаде 1984 года, представляя Новосибирск. Сообщается, что она является студенткой Красноярского института физкультуры, мастером спорта международного класса, чемпионкой Универсиады и бронзовым призёром чемпионата мира. [Электронная копия страницы](https://poisk.ngonb.ru/flip/periodika/sovsib/1984/032/4/).
