Après avoir étudié les sciences infirmières et la psychologie, Lise Fillion a poursuivi un postdoctorat en médecine comportementale (psychologie de la santé) à l'université de Miami, sous la direction de Neil Schneiderman. Dès le début de sa carrière, elle a mis à profit ses compétences cliniques exceptionnelles pour aider les personnes atteintes de cancer et celles confrontées à des difficultés émotionnelles et existentielles. La professeure Fillion s'est distinguée particulièrement dans la recherche en soins palliatifs et en psycho-oncologie, comme en témoignent ses nombreux succès dans des projets de recherche majeurs financés par d'importants organismes subventionnaires provinciaux et nationaux. En outre, elle a servi de modèle à de nombreux étudiants diplômés qui ont brillamment accompli leur formation de maîtrise et de doctorat.
La professeure Fillion a grandement contribué à l'amélioration des pratiques infirmières en oncologie et en soins palliatifs grâce à ses travaux sur le développement du rôle d'infirmière-pivot et la mise en place d'un dépistage systématique de la détresse chez les personnes atteintes de cancer dans les cliniques ambulatoires d'oncologie. Elle s'est également beaucoup intéressée à la satisfaction au travail et au bien-être des infirmières travaillant en oncologie et en soins palliatifs, ce qui l'a conduite à développer un programme de recherche visant à améliorer l'organisation des soins et des services dans ces domaines. Il convient également de souligner ses compétences exemplaires en matière de collaboration interprofessionnelle, qui lui ont permis de tisser des liens avec des équipes de recherche multidisciplinaires à travers le Canada et de faire valoir son leadership.
Les nombreuses réalisations de la professeure Fillion ont été largement reconnues par les instances locales et nationales, se traduisant par de nombreuses récompenses et prix soulignant l'excellence de ses travaux. En 2011, elle a notamment reçu le prestigieux prix Rachel-Bureau, qui constitue la plus haute distinction décernée à une infirmière par ses pairs. De plus, elle a remporté le prix Sirius décerné par le CHU de Québec-Université Laval pour un projet novateur sur la gestion de la transition vers le cancer.