Meitner 1906-ban a Bécsi Egyetemen doktorált, majd Max
Planck előadásait hallgatta 1907-ben Berlinben és Hahnhoz
csatlakozva a radioaktivitást kutatta. Három évtizeden
át dolgoztak együtt, az elsők között különítették
el a protaktínium-231 izotópot, ők nevezték
el protaktíniumnak. Tanulmányozták a magizomériát
és a béta-bomlást, az 1930-as években Strassmann-nal
együtt a neutronokkal bombázott urán bomlástermékeit
vizsgálták. Meitner zsidó volt, ezért 1938
nyarán elhagyta a náci Németországot és
Svédországban telepedett le. Miután Hahn és
Strassmann kimutatta, hogy a neutronokkal bombázott uránban
bárium jelenik meg, Meitner az unokaöccsével,
Otto Frisch-sel együtt értelmezte ennek az osztódásnak
a fizikai jellemzőit; 1939 januárban a hasadás kifejezést
javasolták a folyamat leírására. Meitner 1960-ban
nyugdíjba ment és Angliába vonult vissza.