Nagrodę Nobla włoska uczona otrzymała za odkrycie tzw. czynnika wzrostu nerwu, pobudzającego wzrost komórek nerwowych. Badania w tej dziedzinie prowadziła w Stanach Zjednoczonych, dokąd wyjechała po wojnie, by nadrobić bezczynność, na jaką skazały ją we Włoszech ustawy rasistowskie, zabraniające dostępu do pracy naukowej osobom pochodzenia żydowskiego.
Po powrocie do kraju Rita Levi-Montalcini kontynuowała pracę badawczą, kierowała instytutem biologii włoskiego komitetu badań naukowych. Prowadziła też działalność dobroczynną, finansując m. in. kształcenie się młodych mieszkanek Afryki. Od 1974 roku była członkiem Papieskiej Akademii Nauk. W 2001 uhonorowana została tytułem dożywotniego senatora i brała czynny udział w pracach parlamentu.
