Лиза родилась в Вене, в Леопольдштадте 7 ноября 1878 года. Ее семья имела еврейские корни, у нее было несколько старших и младших братьев и сестер. Отец девушки, Филипп Мейтнер, был выдающимся адвокатом в городе и имел хорошо зарекомендовавшую себя практику. Семья считалась одной из самых богатых в своем районе. После окончания средней школы в 1901 году Мейтнер продолжила учебу в высшем учебном заведении города Вены, а ее дипломная работа была посвящена теме «Теплопроводность в неоднородном теле». Она успешно защитила кандидатскую диссертацию, а в 1905 году получила диплом по физике.
После получения образования Лиза Мейтнер переехала в Берлин, где сотрудничала с химиком Отто Ганом. Дуэт приступил к изучению радиоактивности и обнаружил новый элемент, который был назван протактинием в 1918 году. Эта гениальная женщина обнаружила явление безызлучательного перехода, которое происходит, когда электрон с более высокого энергетического уровня заполняется вакуумом, что ведет к высвобождению энергии. Это явление, когда вторичный электрон выходит из атома, называется «эффектом Оже». В 1926 году ей была предложена должность профессора в Берлинском университете. Назначение на должность начальника физического факультета в Институте химии кайзера Вильгельма сделало ее первой женщиной-профессором в Германии. Открытие ядерного деления оказало большое влияние на научное сообщество, его члены начали размышлять о различных путях использования энергии, выделяемой при атомном распаде. Всевозможные научные группы начали изучать возможность создания атомной бомбы. Лиза Мейтнер работала с несколькими правительственными учреждениями, включая «Агентство исследований обороны Швеции» и «Королевский технологический институт». За это время она участвовала в разработке ядерного реактора в Швеции. Женщина-физик оставалась в Стокгольме до 1960 года, пока не вышла на пенсию и переехала в Кембридж, где проживала большая часть ее родственников.
На закате своей жизни Лиза страдала от атеросклероза, который ухудшал ее психическое состояние и в 1964 году во время поездки в США у нее случился сердечный приступ, что вызвало дальнейшие осложнения. Эта выдающаяся женщина сделала последний вдох 27 октября 1968 года, и была похоронена в Хэмпшире. В 1997 году, элемент 109 в периодической таблице был назван в честь этого ученого-новатора (мейтнерий). Ее именем также названо учебное заведение и нескольких астрономических структур, включая кратеры на планете Венера. С ростом нацистского гнета Мейтнер была вынуждена бежать из Германии. Ее близкий друг и коллега Отто Ган дал Лизе фамильное бриллиантовое кольцо, которое она могла использовать, чтобы подкупить пограничников и пересечь границу, если это необходимо. Позже кольцо было передано жене Отто Фриша, племянника Мейтнер.