Lise Meitner est née le 7 novembre 1878 à Vienne, en Autriche. Troisième de huit enfants d’une famille juive, elle entre à l’université de Vienne en 1901, où elle étudie la physique sous la direction de Ludwig Boltzmann. Après avoir obtenu son doctorat en 1906, elle se rend à Berlin en 1907 pour étudier avec Max Planck et le chimiste Otto Hahn. Elle a travaillé avec Hahn pendant 30 ans, chacun d’eux dirigeant une section de l’Institut de chimie Kaiser Wilhelm de Berlin. Hahn et Meitner collaborent étroitement, étudiant la radioactivité, grâce à ses connaissances en physique et à ses connaissances en chimie. En 1918, ils découvrent l’élément protactinium.
En 1923, Meitner découvre la transition sans rayonnement connue sous le nom d’effet Auger, du nom de Pierre Victor Auger, un scientifique français qui découvre l’effet deux ans plus tard.
Après l’annexion de l’Autriche par l’Allemagne en 1938, Meitner est obligée de fuir l’Allemagne pour la Suède. Elle a continué son travail à l’institut de Manne Siegbahn à Stockholm, mais avec peu de soutien, en partie à cause des préjugés de Siegbahn contre les femmes dans les sciences. Hahn et Meitner se rencontrent clandestinement à Copenhague en novembre pour planifier une nouvelle série d’expériences. Les expériences qui ont apporté la preuve de la fission nucléaire ont été réalisées dans le laboratoire de Hahn à Berlin et publiées en janvier 1939. En février 1939, Meitner publia l’explication physique de ces observations et, avec son neveu, le physicien Otto Frisch, donna au processus le nom de fission nucléaire. Cette découverte a conduit d’autres scientifiques à inciter Albert Einstein à écrire une lettre d’avertissement au président Franklin D. Roosevelt, ce qui a conduit au projet Manhattan.
En 1944, Hahn a reçu le prix Nobel de chimie pour ses recherches sur la fission, mais Meitner a été ignorée, en partie parce que Hahn a minimisé son rôle depuis qu’elle a quitté l’Allemagne. L’erreur Nobel, jamais reconnue, a été partiellement rectifiée en 1966, lorsque Hahn, Meitner et Strassman ont reçu le prix Enrico Fermi. Lors d’une visite aux États-Unis en 1946, la presse américaine lui a réservé un traitement de célébrité totale, comme quelqu’un qui avait « quitté l’Allemagne avec la bombe dans mon sac à main ».
Meitner s’est retirée à Cambridge, en Angleterre, en 1960, où elle est morte le 27 octobre. En 1992, l’élément 109, l’élément connu le plus lourd de l’univers, a été nommé Meitnerium (Mt) en son honneur. Nombreux sont ceux qui considèrent Lise Meitner comme la « femme scientifique la plus importante du 20e siècle ».