Nach Kriegsende setzt Lilje seine Karriere fort.
- August 1945: Oberlandeskirchenrat der Evangelisch-lutherischen Landeskirche Hannovers
- 1947 – 1971: Landesbischof
- 1950 bis zu seinem Tod 1977: Abt von Loccum als Johannes XI.
- August 1945: Berufung in den vorläufigen Rat der Evangelischen Kirche in Deutschland (EKD); Mitunterzeichner der Stuttgarter Schulderklärung
- 1949 – 1967: stellvertretender Ratsvorsitzender der EKD
- 1955 – 1969: Leitender Bischof der Vereinigten Evangelisch-Lutherischen Kirche Deutschlands
- 1946 – 1957: Präsident des Centralausschusses der Inneren Mission
Der sprachbegabte und zu einer vermittelnden Sachlichkeit befähigte Lilje prägte auch den institutionellen Aufbau der Ökumene maßgeblich mit.
- 1947 – 1970: Mitglied des Exekutivkomitees des Lutherischen Weltbundes
- 1952 – 1957: Präsident des Lutherischen Weltbundes
- seit 1948 Mitglied des Zentralkomitees im Weltrat der Kirchen, seit 1961 des Exekutivkomitees
- 1968 – 1975: einer der Präsidenten des Ökumenischen Rats der Kirchen
Bei aller Traditionsverbundenheit konnte Lilje dem Auftreten der Kirche in der Öffentlichkeit in den Nachkriegsjahrzehnten neue Impulse vermitteln. Neben einer regen kirchlich-publizistischen Tätigkeit – Gründung der Zeitung „(Deutsche Allgemeine) Sonntagsblatt“ 1948 – setzte er in den fünfziger Jahren in Loccum Maßstäbe für die evangelische Akademiearbeit.
Lilje förderte entschieden den Deutschen Evangelischen Kirchentag. Zu den Reformvorstellungen, wie sie über eine revoltierende junge Generation nach 1968 auch die evangelische Kirche erreichten, fand Lilje keinen wirklichen Zugang mehr.
Lilje war eine der wirkungsvollsten Persönlichkeiten des deutschen Protestantismus in diesem Jahrhundert, dem weltweite Anerkennung zuteil wurde. Neben elf Ehrendoktorwürden von Hochschulen in aller Welt erhielt er zahlreiche andere Würdigungen, darunter das Großkreuz des Bundesverdienstordens.