Rita Levi-Montalcini przyszła na świat 22 kwietnia 1909 r. w Turynie, we Włoszech, w zamożnej rodzinie Żydów sefardyjskich. Jej ojciec, Adamo Levi, był inżynierem elektrykiem i matematykiem, a matka, Adele Montalcini, utalentowaną malarką. Rita miała troje rodzeństwa, w tym siostrę bliźniaczkę Paolę, która została uznaną artystką. W dzieciństwie rodzina Levi-Montalcini kładła nacisk na edukację, choć Rita napotkała pewne ograniczenia wynikające z przekonań ojca. Adamo Levi uważał, że kobiety powinny poświęcić się rodzinie i życiu domowemu, a nie nauce. Mimo to Rita postanowiła podążać swoją ścieżką. W wieku 20 lat wstąpiła na Wydział Medycyny i Chirurgii Uniwersytetu w Turynie, gdzie studiowała pod kierunkiem wybitnego neurohistologa Giuseppe Leviego. To właśnie jego wykłady zainspirowały ją do badań nad układem nerwowym. Wśród jej uniwersyteckich kolegów znaleźli się przyszli laureaci Nagrody Nobla – Salvador Luria i Renato Dulbecco.

W 1936 r. Rita ukończyła studia medyczne z wyróżnieniem i rozpoczęła specjalizację w neurologii oraz psychiatrii, jednak jej kariera naukowa została gwałtownie przerwana w 1938 r., kiedy faszystowski rząd Mussoliniego wprowadził antysemickie ustawy rasowe. Żydzi zostali wykluczeni z życia akademickiego i publicznego, a Levi-Montalcini została zmuszona do porzucenia pracy na uczelni. Nie mogąc prowadzić badań w oficjalnych instytucjach, Rita zorganizowała prowizoryczne laboratorium w swoim domu w Turynie. W pokoju ustawiła mikroskop i zaczęła prowadzić eksperymenty na embrionach kurcząt, badając rozwój układu nerwowego. Jej prace były inspirowane badaniami amerykańskiego embriologa Viktora Hamburgera, który zajmował się procesami rozwoju układu nerwowego u zarodków kurcząt i badał wpływ różnych czynników na wzrost neuronów. Hamburger wykazał, że rozwój nerwów w zarodkach zależy od sygnałów pochodzących z otaczających tkanek, co zainspirowało Levi-Montalcini do poszukiwań specyficznych czynników molekularnych odpowiedzialnych za ten proces. Pomimo trudnych warunków, jej eksperymenty dostarczały cennych informacji na temat różnicowania komórek nerwowych, co później zaowocowało odkryciem czynnika wzrostu nerwów (NGF).

W czasie II wojny światowej, po inwazji Niemiec na Włochy w 1943 r., Rita wraz z rodziną musiała opuścić Turyn i ukrywać się w Piemoncie, a później we Florencji. W tym okresie działała jako lekarka wolontariuszka, pomagając uchodźcom i osobom cierpiącym na choroby zakaźne. Jej doświadczenia z tego okresu nauczyły ją cierpliwości, empatii i determinacji w dążeniu do celu. Po zakończeniu wojny Rita wróciła do pracy akademickiej na Uniwersytecie w Turynie. W 1946 r. otrzymała zaproszenie od Viktora Hamburgera do Washington University w St. Louis w USA. Tam kontynuowała swoje badania nad rozwojem układu nerwowego. Pracując wspólnie ze Stanley'em Cohenem, odkryła i wyizolowała czynnik wzrostu nerwów (NGF). To przełomowe odkrycie miało kluczowe znaczenie dla zrozumienia mechanizmów regulujących wzrost i różnicowanie komórek nerwowych. W 1952 r. Levi-Montalcini przeprowadziła kluczowy eksperyment, w którym wykazała, że NGF stymuluje wzrost neuronów w hodowlach komórkowych. Było to jedno z najważniejszych odkryć w historii neurobiologii. Jej prace stały się podstawą dla dalszych badań nad czynnikami wzrostu i ich rolą w regeneracji układu nerwowego, np. NGF okazał się kluczowy dla zrozumienia mechanizmów chorób neurodegeneracyjnych. Badania nad tym czynnikiem doprowadziły do wielu przełomów w leczeniu choroby Alzheimera, Parkinsona oraz stwardnienia rozsianego.

Czynnik wzrostu nerwów jest białkiem należącym do neurotrofin. Jest niezbędny do utrzymania przy życiu neuronów układu współczulnego i neuronów czuciowych. Odpowiada m.in. za wzrost aksonów. Duże stężenie czynnika wzrostu nerwów występuje w spermie. U niektórych zwierząt jest czynnikiem wywołującym owulację. Omawiane białko odgrywa dużą rolę w wielu procesach patologicznych, m.in. zapaleniu i miażdżycy. Z ciekawostek należy wskazać, że stężenie czynnika wzrostu nerwów zwiększa się we krwi osób zakochanych. Nie jest też wykluczone, że sprzyja on długowieczności, a poeci od dawna twierdzą, że szczęśliwie zakochani żyją dłużej. Przez dekady prowadzone były badania nad możliwością zastosowania NGF w terapii uszkodzeń rdzenia kręgowego, a także regeneracji nerwów po urazach. Badaczka zauważyła również wpływ NGF na układ odpornościowy, co otworzyło nowe możliwości w badaniach nad procesami zapalnymi i autoimmunologicznymi.

Po wielu latach pracy w USA Rita powróciła do Włoch, gdzie kontynuowała badania oraz działalność społeczną. W 1969 r. została dyrektorką Instytutu Biologii Komórkowej w Rzymie. Przez kolejne dekady angażowała się w promowanie nauki oraz wspieranie młodych naukowców, szczególnie kobiet. W 1986 r. Rita Levi-Montalcini i Stanley Cohen otrzymali Nagrodę Nobla za wyizolowanie na początku lat 50. XX w. czynnika wzrostu nerwów. Była laureatką wielu innych wyróżnień i medali, a także członkiem Papieskiej Akademii Nauk. W 2002 r. założyła Europejski Instytut Badań nad Mózgiem (EBRI) w Rzymie, którego celem było wspieranie badań nad procesami i chorobami neurodegeneracyjnymi oraz opracowywanie nowych terapii dla chorób neurologicznych. Współpracowała z wieloma międzynarodowymi organizacjami naukowymi i humanitarnymi, aktywnie działając na rzecz równości płci w nauce.

Rita Levi-Montalcini była nie tylko wybitną badaczką, ale także osobą o niezwykłej filozofii życia. Jej optymizm, pasja i niezłomność były inspiracją dla wielu osób na całym świecie. W jednym z wywiadów powiedziała: „Nie ma większej radości niż radość myślenia i odkrywania”. Była również zwolenniczką aktywnego starzenia się i ciągłego rozwijania umysłu. W wieku 100 lat wciąż pracowała naukowo i angażowała się w działalność akademicką. Pytania dotyczące pracy w jej wieku skomentowała stwierdzeniem: „Mój umysł jest sprawniejszy niż 70 lat temu, ponieważ używam go bez przerwy”. Rita Levi-Montalcini zmarła 30 grudnia 2012 r. w Rzymie, w wieku 103 lat. Jej śmierć była wielką stratą dla świata nauki, ale jej odkrycia i wkład w rozwój neurobiologii pozostają niezapomniane.