Liucilė U. Vilimaitė savo muzikinį kelią pradėjo Vilniaus Balio Dvariono dešimtmetėje muzikos mokykloje, arfininkės Galinos Jakaitienės klasėje, o vėliau – ir Vaidos Beinarienės kompozicijos klasėje. Šią mokyklą baigė 2016 m. ir tais pačiais metais įstojo mokytis į arfos klasę (dėst. Ernestine Stoop) Hagos Karališkojoje konservatorijoje Nyderlandų karalystėje. 2018 – 2019 metais tobulinosi Parmos Arrigo Boito konservatorijoje Italijoje (prof. arfininkė Emanuela Degli Esposti). 2022 m. arfininkė su pagyrimu (cum laude) baigė magistro studijas Hagos Karališkojoje konservatorijoje (dėstytojų Sylvain Blassel ir Ernestine Stoop, bei kompozitoriaus Trevor Grahl klasėse).
L. U. Vilimaitė koncertavo įvairiose koncertų salėse Lietuvoje bei Olandijoje. Grojo su Klaipėdos, Šv. Kristoforo, Vilniaus universiteto kameriniais orkestrais. 2018 m. dalyvavo koncertiniame ture po Nyderlandų karalystę su žymiuoju 18-ojo amžiaus orkestru (Orkest van de 18e eeuw, Nyderlandai, dir. Daniel Reuss), o 2022 m. su Pietų Nyderlandų filharmonijos orkestru (Philharmonie Zuidnederland, dir. Duncan Ward). 2017 m. įvyko pirmasis arfininkės rečitalis Klaipėdos koncertų salėje, o 2018 m. Šv. Jurgio meno sezono festivalyje (Marijampolė) ir 2019 m. Klaipėdos koncertų salėje Liucilė grojo kartu su Lietuvos kameriniu orkestru, kuriam dirigavo Modestas Barkauskas ir Martynas Stakionis, ir atliko savo kompoziciją „Žalčiai“ arfai ir styginių orkestrui. Garbingas arfininkės pasirodymas – 2010 m. koncertas Danijos princesei, Frederiksburgo grafienei Aleksandrai Kristinai. 2021 m. Tytuvėnų festivalyje L. U. Vilimaitė kartu su Lietuvos kameriniu orkestru, diriguojamu R. Šerveniko atliko naują Algirdo Martinaičio kūrinį arfai ir styginių orkestrui „Epitafija“. 2022 m. arfininkė ir kompozitorė sudalyvavo Pasauliniame arfos kongrese Kardife (Velsas, Jungtinė karalystė), kuriame atliko net dvejas savo kompozicijas: „Žalčius“ arfai ir styginių orkestrui, bei „Trilogiją“ šešioms arfoms.
Liucilė U. Vilimaitė dalyvavo daugelyje nacionalinių ir tarptautinių konkursų. Atlikėja 2010 m. tapo Nacionalinio B. Dvariono jaunųjų atlikėjų konkurso diplomante, o 2012 m., 2014 m., 2016 m. – tapo to paties konkurso laureate; 2010 m. II tarptautiniame arfininkų konkurse Szegede (Vengrija) laimėjo III vietą jaunių kategorijoje, 2013 m. tapo V tarptautinio muzikos konkurso „Citta di Filadelfia. Premio speciale „Paolo Serrao“ (Italija) nugalėtoja – laimėjo I-ąją vietą ir pelnė Absoliučios nugalėtojos (Vincitore Assoluto) diplomą. Taip pat Liucilės kompozicijos yra pelniusios keletą apdovanojimų – 2014 m. V Nacionaliniame moksleivių muzikos kūrinių konkurse „Mano nata“ ji pelnė diplomą ir Geriausios atlikėjos vardą, o 2015 m. tame pačiame VI konkurse – I vietą vyresnio mokyklinio mažiaus grupėje. Tais pačiais 2015 m. I Lietuvos mokinių muzikinės kūrybos konkurse laimėjo I laipsnio diplomą.
Atlikėja taip pat aktyviai koncertuoja su 2019 metais susikūrusiu tarptautiniu arfų sekstetu „Harp Sirens“, kuris atlieka specialiai šiam ansambliui parašytą šiuolaikinę muziką. 2020 m. rugsėjį ansamblis debiutavo viename didžiausių šiuolaikinės akademinės muzikos festivalių Nyderlandų karalystėje „Gaudeamus“, o 2021 m. arfų sekstetas koncertavo tarptautiniame Olandijos arfų festivalyje Utrechte (Nyderlandų karalystė), kuriame taip pat nuskambėjo Liucilės kompozicija šešioms arfoms „Lost in Time“ („Pasiklydę laike“). 2022 m. ansamblis atliko Liucilės kūrinį „Trilogija“ Pasauliniame arfos kongrese Kardife.
Už muzikinius laimėjimus ir Lietuvos vardo garsinimą Liucilei U. Vilimaitei 2014 m. padėką įteikė Lietuvos Respublikos Prezidentė Dalia Grybauskaitė.
