Nach Angaben seines Anwalts starb er mit 95 Jahren in einem Pflegeheim in München. Bekannt wurde Lilienthal mit preisgekrönten Filmen wie "Es herrscht Ruhe im Land", "David" oder "Das Autogramm".
In den 60er und 70er Jahren gehörte er zu den Mitbegründern des Neuen Deutschen Films, der Gesellschaftskritik in den Fokus rückte. Mit Kollegen wie Wim Wenders und Rainer Werner Fassbinder rebellierte er gegen die "Allmacht der Produzenten und die Fremdbestimmung durch die Filmwirtschaft".
Von 1985 bis 1996 war Peter Lilienthal der erste Direktor der Abteilung Film- und Medienkunst der Berliner Akademie der Künste.
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