Mimo sędziwego wieku jeszcze do niedawna uczestniczyła w pracach założonego przez siebie Europejskiego Instytutu Badań nad Mózgiem (Ebri) i uczestniczyła w życiu publicznym Włoch, apelując wiosną tego roku o poprawę sytuacji młodych naukowców.
Twierdziła, że ma sprawniejszy umysł niż wtedy, gdy była młoda.
Urodzona w rodzinie żydowskiej w Turynie 22 kwietnia 1909 roku Rita Levi-Montalcini studiowała w tamtejszej szkole medycznej, a jej karierę naukową przerwały faszystowskie ustawy rasowe z 1938 roku, wprowadzone przez reżim Benito Mussoliniego. Wyjechała do pracy w Belgii. Wróciła stamtąd w 1940 roku, po inwazji hitlerowskich wojsk na Belgię.
Z powodu ustaw rasowych nie mogła pracować na żadnej uczelni, prowadziła badania naukowe w ukryciu, w swoim domu.
W 1947 roku Levi-Montalcini wyjechała do USA na zaproszenie Washington University w Saint Louis, gdzie pracowała ponad 20 lat.
Jej największym osiągnięciem naukowym jest odkrycie czynnika wzrostu nerwu (NGF), pobudzającego wzrost komórek nerwowych. Za badania o istotnym znaczeniu dla zrozumienia mechanizmów regulujących wzrost komórek i narządów zarówno zwierząt, jak i ludzi otrzymała w 1986 roku Nagrodę Nobla, wspólnie ze Stanleyem Cohenem.
Jako pierwsza kobieta Rita Levi-Montalcini została przyjęta do Papieskiej Akademii Nauk w 1974 roku.
W 2001 roku ówczesny prezydent Włoch Carlo Azeglio Ciampi mianował ją dożywotnim senatorem. W następnych latach już blisko stuletnia senator uczestniczyła w długich posiedzeniach izby wyższej parlamentu i przychodziła na najważniejsze głosowania, wzbudzając powszechny podziw i uznanie.