Rita Levi-Montalcini s-a născut pe 22 aprilie 1909 la Torino, ea și sora ei geamănă, Paola, fiind cei mai mici dintre cei patru copii ai pictoriței Adele Montalcini și ai inginerului Adamo Levi, evrei italieni.
În adolescență, Rita s-a gândit să devină scriitoare, fiind o mare admiratoare a suedezei Selma Lagerlöf, dar, după ce o prietenă apropiată a familiei a murit de cancer la stomac, a decis să urmeze cursurile școlii medicale a Universității din Torino.
Tatăl și-a descurajat inițial fiicele să urmeze cursuri universitare, pentru că se temea că nu vor fi soții și mame bune dacă au și o carieră profesională, dar, în cele din urmă, le-a susținut pe ambele în aspirațiile lor. În timp ce studia la Universitatea din Torino, Rita l-a întâlnit pe cerecetătorul în histologie Giuseppe Levi, care a îndrumat-o spre studierea dezvoltării sistemului nervos și în 1936, după absolvirea facultății, a decis să rămână în sistemul universitar ca asistentă a lui Levi. Cariera ei academică a fost întreruptă însă în 1938 de “Manifesto della razza”, codul de legi promovat de Benito Mussolini care au fost premergătoare “Legilor rasiale” ce interziceau evreilor să aibă cariere academice. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, Rita nu a mai putut merge la serviciu, dar și-a înființat un laborator în dormitorul apartamentului ei din Torino și a studiat în continuare creșterea fibrelor nervoase la embrionii de pui, descoperind că celulele nervoase mor atunci când le lipsesc țintele. A descris această experiență zeci de ani mai târziu în documentarul științific “Death by Design/The Life and Times of Life and Times” (1997), peliculă în care apare și sora ei geamănă, Paola, care a devenit o artistă cunoscută.
În septembrie 1943, când germanii au invadat Italia, familia Levi-Montalcini a fugit spre sud, la Florența, supraviețuind Holocaustului sub identități false, ascunși de niște prieteni care nu erau evrei. După eliberarea Florenței, în august 1944, Rita a devenit medic voluntar pentru forțele aliate, iar familia a revenit în Torino în 1945.
În septembrie 1946, tânăra a primit o bursă de cercetare cu o durată de un semestru în laboratorul profesorului Viktor Hamburger de la Universitatea Washington din St. Louis, iar acesta i-a oferit apoi un post de cercetător asociat, poziție pe care a ocupat-o timp de 30 de ani.
În 1952, Rita Levi a făcut cea mai importantă descoperire a sa: izolarea factorului de creștere a nervilor (NGF), care joacă un rol important în dezvoltarea și creșterea celulelor nervoase, observând că anumite țesuturi canceroase provoacă o creștere extrem de rapidă a celulelor nervoase. Descoperirea nervilor care cresc ca un halou în jurul celulelor tumorale a fost surprinzătoare, iar când și-a descris cercetarea, Rita Levi-Montalcini a spus: “sunt ca niște nituri de apă care curg constant peste un pat de pietre”.
În 1958, savanta a devenit profesor titular, iar în 1962 a înființat un laborator la Roma, împărțindu-și timpul între Italia și St. Louis, din 1961 până în 1969, a condus Centrul de Cercetare în Neurobiologie de la Roma, apoi, până în 1978, Laboratorul de Biologie Celulară. După ce s-a pensionat, în 1977, a fost numită director al Institutului de Biologie Celulară al Consiliului Național Italian de Cercetare din Roma, iar în 2002 a fondat Institutul European de Cercetare a Creierului.
Rita Levi-Montalcini împreună cu Stanley Cohen au câștigat premiul Nobel pentru medicină în 1986 pentru cercetarea factorului de creștere a nervilor (NGF). Pe 1 august 2001, a fost numită senator pe viață de președintele Italiei, Carlo Azeglio Ciampi, participând, la venerabila vârstă de 97 de ani, la adunarea de deschidere a Senatului și fiind aleasă președintă a instituției.
Datorită susținerii guvernului lui Romano Prodi, a fost adesea criticată de unii senatori de dreapta, iar vârsta ei a fost ridiculizată frecvent de politicianul de extremă dreapta Francesco Storace. În 2003, cercetătoarea a intentat un proces de calomnie pentru defăimare împotriva comedianului Beppe Grillo care, în timpul unui spectacol, a numit-o “curvă bătrână”.
Rita Levi-Montalcini nu a fost căsătorită niciodată și nu a avut copii. Într-un interviu din 2006, a mărturisit: “Nu am avut niciodată nicio ezitare sau regret în acest sens… Viața mea a fost plină de relații umane excelente, muncă și preocupări de tot felul. Nu m-am simțit niciodată singură”.
Eminenta cercetătoare a încetat din viață la reședința sa din Roma pe 30 decembrie 2012, la vârsta de 103 ani.
