Лилиенталь учился в Мюнхенском университете и получил звание доктора в 1837 году. В 1839 году он получил пост директора еврейской школы, основанной в Риге по просьбе местных евреев.

В 1841 году он был приглашён Сергеем Уваровым, министром просвещения Российской империи, с целью быть советником в проекте еврейского образования. Уваров хотел создать школы, где бы изучались не только священные предметы (Тора, Талмуд), но и общеобразовательные (математика, русский язык).

В 1843 году Лилиенталь посетил Воложинскую ешиву и встречался с её руководителями.

В 1845 году Лилиенталь уехал в Америку, где был назначен раввином.