Lise Meitner föddes den 7 november 1878 i Wien, Österrike. Som tredje av åtta barn i en judisk familj började hon vid Wiens universitet 1901 och studerade fysik under Ludwig Boltzmann. Efter att hon hade avlagt doktorsexamen 1906 åkte hon 1907 till Berlin för att studera med Max Planck och kemisten Otto Hahn. Hon arbetade tillsammans med Hahn i 30 år, var och en av dem ledde en avdelning vid Kaiser Wilhelm-institutet för kemi i Berlin. Hahn och Meitner samarbetade nära och studerade radioaktivitet, med hennes kunskaper i fysik och hans kunskaper i kemi. År 1918 upptäckte de grundämnet protactinium.
1923 upptäckte Meitner den strålningsfria övergången som kallas Auger-effekten, som är uppkallad efter Pierre Victor Auger, en fransk vetenskapsman som upptäckte effekten två år senare.
När Österrike annekterades av Tyskland 1938 tvingades Meitner fly från Tyskland till Sverige. Hon fortsatte sitt arbete vid Manne Siegbahns institut i Stockholm, men med litet stöd, delvis på grund av Siegbahns fördomar mot kvinnor inom vetenskapen. Hahn och Meitner träffades i hemlighet i Köpenhamn i november för att planera en ny omgång experiment. De experiment som gav bevis för kärnklyvning utfördes i Hahns laboratorium i Berlin och publicerades i januari 1939. I februari 1939 publicerade Meitner den fysikaliska förklaringen till observationerna och tillsammans med sin brorson, fysikern Otto Frisch, gav hon processen namnet kärnklyvning. Upptäckten ledde till att andra forskare fick Albert Einstein att skriva ett varningsbrev till president Franklin D. Roosevelt, vilket ledde till Manhattanprojektet.
1944 tilldelades Hahn Nobelpriset i kemi för sin forskning om fission, men Meitner ignorerades, delvis på grund av att Hahn tonade ner sin roll ända sedan hon lämnade Tyskland. Nobels misstag, som aldrig erkändes, rättades delvis till 1966, när Hahn, Meitner och Strassman tilldelades Enrico Fermi-priset. Vid ett besök i USA 1946 fick hon i den amerikanska pressen en total kändisbehandling, som en person som hade ”lämnat Tyskland med bomben i min handväska”.
Mitner drog sig tillbaka till Cambridge i England 1960, där hon dog den 27 oktober. År 1992 fick grundämne 109, det tyngsta kända grundämnet i universum, namnet Meitnerium (Mt) till hennes ära. Många anser att Lise Meitner är ”1900-talets mest betydelsefulla kvinnliga vetenskapsman”
.