塞法迪犹太人家庭。1936年毕业于一都灵医学院。后因贝尼托·墨索里尼的高压政治及随后出台的法律限制犹太人从事学术和职业生涯，她的学术生涯被打断。第二次世界大战期间，她在一个家庭实验室进行试验，利用鸡胚研究神经纤维的生长。1943年，随她的家人逃到南部的佛罗伦萨。1945年返回都灵。1946年列维-蒙塔尔奇尼接受邀请到美国圣路易斯华盛顿大学做研究。1952年她分离出了神经生长因子 (Nerve growth factor). 1958年升为正教授。除了在圣路易斯华盛顿大学的研究，她从1961年至1969年