Los fascistas italianos la persiguieron por su religión judía, aunque ella se definía como laica y agnóstica. Comenzó sus investigaciones estudiando embriones de pollo en el dormitorio de su casa durante la Segunda Guerra Mundial, pero fue en Estados Unidos, donde realizó la mayor parte de su carrera científica. La más importante aportación fue el descubrimiento de las herramientas que utiliza el cuerpo humano para dirigir el crecimiento celular y la construcción de redes nerviosas. Esta ha sido la base para investigar enfermedades como la demencia y el cáncer.

Stanley Cohen, con el que compartió el Nobel, ha dicho de ella que «poseía una rara combinación entre la intuición y la pasión. Era una observadora intuitiva». De su tenacidad da prueba el hecho de que su padre, ingeniero, se negara durante años a permitirle estudiar porque las mujeres no hacían esas cosas. Aún así a los 20 años pudo acceder a la Universidad.

Jubilada en 1977, siguió dando clases como profesora invitada en las universidades de Roma y San Luis y en 2001, fue nombrada senadora vitalicia en su país. Además de su biografía «Elogio de la imperfección», (donde explica como la imperfección sirve para mejorar y superarnos) es autora de docenas de estudios de investigación y ha recibido numerosos premios profesionales, entre ellos el Louisa Gross de la Universidad de Columbia o la Medalla Nacional de la Ciencia.

En 2005 explicaba en una entrevista «si cambiamos la forma de educar a los niños, de enfrentarlos con la vida, quizá cambiaremos el mundo. Los métodos tradicionales son absurdos». Contraria a la modificación genética porque aseguraba que «no tenemos derecho a hacer nacer bebés a la carta porque va más allá de los límites de la moral», y defendía que «se diera alas al genio que cada 'homo sapiens' lleva dentro».

En 2008, cuando fue investida Doctora Honoris Causa por la Universidad Complutense de Madrid, decía «la vida no está en este pequeño cuerpo, lo importante es la forma en que hemos vivido y el mensaje que dejamos. Eso es lo que nos sobrevive. Eso es la inmortalidad».