Ostatecznie własny interes uruchomił w 1876 roku, zatrudniając trzech pracowników (w tym swego 14-letniego syna Josiaha) przy kapitale wynoszącym 1400 dol. Pierwszymi wprowadzonymi przez niego innowacjami były żelatynowe osłonki dla leków w kapsułkach. Mając liczne doświadczenia z lekarstwami o niskiej jakości wyniesione z czasów wojny, Lilly kładł nacisk na produkcję wyłącznie środków o wysokich jak na te czasy standardach. W 1878 mógł zatrudnić swego brata, Jamesa, na stanowisku kierownika działu sprzedaży. Również inni członkowie rodziny zaczęli znajdować pracę w rozrastającej się spółce, która w 1881 r. ostatecznie przyjęła nazwę Eli Lilly and Company. W latach 80. XIX w. była ona jedną z wiodących firm w swojej dziedzinie, z ponad setką zatrudnionych osób i 200 000 dol. rocznych obrotówBodenhamer, p. 911.. thumb|upright|Pułkownik Eli Lilly (1838–1898), założyciel spółki Eli Lilly and Company była pierwszą nowoczesną firmą z branży farmaceutycznej. Na początku Lilly był jedyną osobą pracującą nad dalszym rozwojem produktów, jednak w miarę upływu czasu zdołał stworzyć pełne laboratorium i powołać oddzielną jednostkę badawczą, zajmującą się wyłącznie tworzeniem nowych specyfików.