Lise nació el 7/11/1878, le empezó a interesar las matemáticas y la física a los 8 años. Estudió en una Escuela Municipal y luego ella sola preparó el examen a la universidad por libre. Después de haber hecho los 8 años de educación en solo 2, se presentó al examen de la universidad de Viena. En 1905 presentó su tesis “Examen de la Fórmula de Maxwell” y fue aprobada en el mismo día. En 1906 se convirtió en la segunda mujer con el título de Doctora en Física en la Univ. de Viena. A partir de 1907 empezó a dar clases por la mañana y por la tarde trabajaba en un Instituto de Física. Pero se cansó y se mudo a Berlín para asistir a las clases de Max Planck, que había ganado el Premio Nobel de Física en 1918.
En Berlín trabajó en el Instituto de Física Experimental, donde conoció al químico alemán Otto Hahn, con quien tuvo una relación amistosa y profesional durante más de 30 años. En 1912 ambos se trasladaron al recién fundado Instituto Kaiser Wilhelm, donde Hahn trabajó por 5.000 marcos al año, pero Meitner tuvo que hacerlo gratis hasta que Max Planck la contrató como asistenta, convirtiéndose en la primera mujer asistente en Prusia. Al igual que para otras científicas de la época, la Primera Guerra Mundial alteraría los planes de Meitner, quien en 1915 se unió a la armada austriaca como técnico-enfermera de rayos X en el Departamento de Radiología. En 1917, regresó a las Sociedad Kaiser Wilhelm, esta vez ascendida a directora de su propio departamento de física, y solo un año después, en 1918, junto Hahn, aislaron el isótopo protactinio.