Lilienfeld studiował psychologię na Cornell University w Ithaca, który ukończył w 1982 roku. Jako student był pod wpływem prac Davida T. Lykkena na temat osobowości psychopatycznej. Z czasem zaczął interesować się zaburzeniami osobowości, zaburzeniami dysocjacyjnymi, ocenami osobowości, zaburzeniami lękowymi, klasyfikacją psychiatryczną, pseudonauką w psychologii i opartymi na nauce praktykami w dziedzinie psychologii klinicznej. Lilienfeld woli zajmować się szeroką dziedziną wiedzy twierdząc, że to „czyni z niego lepszego badacza i myśliciela” mającego szeroką perspektywę na polu psychologii.
W 1986 roku rozpoczął staż kliniczny na Zachodnim instytucie psychiatrycznym i klinice w Pittsburghu, w stanie Pensylwania, który ukończył w 1987 roku. Uzyskał stopień doktora w dziedzinie psychologii klinicznej na Uniwersytecie Minnesota w 1990 roku.
Od 1990 do 1994 roku Lilienfeld był asystentem na Uniwersytecie stanu Nowy Jork w Albany. Stamtąd przeniósł się na Uniwersytet Emory w Atlancie w stanie Georgia, gdzie był profesorem nadzwyczajnym do roku 2000, kiedy to został profesorem zwyczajnym psychologii.