Tochter eines in Wien tätigen Rechtsanwaltes jüdischer Abstammung, Studium der Mathematik und Physik in Wien, Promotion 1906. Weitere wissenschaftliche Arbeit in Berlin von 1912 bis 1915 bei M. Planck (1915, Erster Vizekanzler 1925, Kanzler 1930). Leiterin der neueingerichteten physikalischen Abteilung am Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie in Berlin-Dahlem 1917-1938. In Zusammenarbeit mit u. a. O. Hahn (1952) entdeckte sie mehrere radioaktive Elemente, z. B. Protaktinium. Führte umfassende Untersuchungen über die Zerfallprodukte von Radium, Thorium und Aktinium durch. Zusammen mit Hahn untersuchte sie weiter die durch Neutronenbestrahlung von Uran gewonnenen Produkte. Da sie Jüdin war, mußte sie 1938 mit Hilfe von Hahn aus Deutschland fliehen. Durch die Vermittlung von N. Bohr (1954) kam sie nach Stockholm, wo sie von 1938 bis 1946 im dortigen Nobelinstitut bei M. Siegbahn arbeitete. Sie wurde 1949 in Schweden eingebürgert und erhielt 1946 dort einen persönlichen Lehrstuhl an der Universität (damals Hochschule) Stockholm, 1960 hörte sie mit ihrer wissenschaftlichen Arbeit auf und siedelte nach Cambridge über, wo die meisten Mitglieder ihrer Familie wohnten.

Lise Meitner war eine starke, in sich geschlossene Persönlichkeit, die zwar strenge Disziplin in ihrem Institut aufrechthielt, die aber auch den Studenten mit großer Generosität entgegentrat. Sie wurde mit hohen wissenschaftlichen Auszeichnungen geehrt.